Die Möglichkeit einer Zeitreise mit optischen Methoden wurde von Wissenschaftlern aus Hongkong verweigert. Es besteht jedoch immer noch die hypothetische Möglichkeit, eine Zeitmaschine unter Verwendung von Supergravitationsbereichen wie in Schwarzen Löchern oder "Wurmlöchern" zu erstellen.
Eine hypothetische Art der Zeitreise besteht darin, mit Geschwindigkeiten in der Größenordnung oder sogar schneller als die Lichtgeschwindigkeit zu fahren. Trotz einer der grundlegenden Aussagen von Einsteins Relativitätstheorie, wonach es unmöglich ist, eine Geschwindigkeit zu erreichen, die größer als die Lichtgeschwindigkeit ist, hat sich in den letzten zehn Jahren in der wissenschaftlichen Gemeinschaft eine Diskussion entwickelt, deren Kern darin besteht, dass einzelne Photonen "superluminal" sein können.
Der Nachweis der Existenz solcher Photonen würde die theoretische Möglichkeit einer Zeitreise bedeuten, da diese Photonen das Prinzip der Kausalität verletzen würden.
Dieses Prinzip in der klassischen Physik bedeutet Folgendes: Jedes Ereignis, das zum Zeitpunkt t 1 auftrat, kann das Ereignis, das zum Zeitpunkt t 2 auftrat, nur dann beeinflussen, wenn t 1 kleiner als t 2 ist. In der Relativitätstheorie wird dieses Prinzip auf ähnliche Weise formuliert, es werden nur Bedingungen hinzugefügt, die mit relativistischen Effekten verbunden sind, aufgrund derer die Zeit vom ausgewählten Bezugsrahmen abhängt.
Der Grund für die Wiederaufnahme der Diskussion über die Existenz von "superluminalen" Photonen erschien im Januar 2010. Dann wurde im Optic Express Magazin ein Artikel amerikanischer Wissenschaftler veröffentlicht, über den die Wissenschaftsabteilung von Gazeta. Ru sprach. In ihrem Experiment schickten die Forscher Photonen durch einen Stapel von Materialien verschiedener Natur.
Durch den Wechsel zwischen Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex haben Wissenschaftler festgestellt, dass einzelne Photonen mit scheinbar überluminaler Geschwindigkeit eine 2,5-Mikron-Platte passieren.
Die Autoren der Arbeit versuchten, dieses Phänomen unter dem Gesichtspunkt der Korpuskularwellennatur des Lichts zu erklären (schließlich ist Licht gleichzeitig eine Welle und ein Strom von Teilchenphotonen), ohne die Relativitätstheorie zu verletzen, und argumentierten, dass die beobachtete Geschwindigkeit eine Art Illusion sei. In diesem Experiment beginnt und endet Licht seine Reise als Photon. Wenn eines dieser Photonen die Grenze zwischen Materialschichten überschreitet, erzeugt es auf jeder Oberfläche eine Welle - einen optischen Vorläufer-Vorläufer (der Klarheit halber können Sie einen optischen Vorläufer mit einer Luftwelle vergleichen, die vor einem fahrenden Zug auftritt). Diese Wellen interagieren miteinander und erzeugen ein Interferenzmuster: Das heißt, die Wellenintensitäten werden neu verteilt, wodurch ein Muster von klaren Höhen und Tiefen erzeugt wirdWie bei entgegenkommenden Wellen im Ozean bildet sich eine Gezeitenschicht - ein Wasserschub. An einem bestimmten Ort der H- und L-Schichten bewirkt die Interferenz der Wellen den Effekt der "frühen Ankunft" eines Teils der Photonen. Im Gegensatz dazu kommen andere Photonen aufgrund des Auftretens von Interferenzminima im Bild viel später als gewöhnlich an. Für die korrekte Geschwindigkeitserkennung müssen alle durch die Schichten hindurchtretenden Photonen registriert werden. Die Mittelung ergibt dann die übliche Lichtgeschwindigkeit.
Um diese Erklärung zu bestätigen, waren Beobachtungen eines einzelnen Photons und seines optischen Vorgängers erforderlich.
Das entsprechende Experiment wurde von einer Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung des Professors der Hongkonger Universität für Wissenschaft und Technologie (HKUST) Du Chengwang durchgeführt.
In ihrem Experiment schufen die Forscher ein Photonenpaar, wonach eines von ihnen in ein Medium gerichtet wurde, das aus auf niedrige Temperaturen abgekühlten Rubidiumatomen bestand. Durch die Erzeugung des Effekts elektromagnetisch induzierter Transparenz (bei der ein Medium, das Strahlung absorbiert, transparent wird, wenn ein geeignetes Feld angelegt wird) haben Du und Kollegen erfolgreich die Geschwindigkeiten sowohl des Photons selbst als auch seines optischen Vorläufers gemessen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Kausalitätsprinzip gilt für einzelne Photonen , heißt es in der Zusammenfassung eines Artikels, der in Physical Review Letters veröffentlicht wurde.
Damit beendete diese Arbeit die wissenschaftliche Diskussion darüber, ob es einzelne "superluminale" Photonen geben kann.
Darüber hinaus ist das Experiment von Wissenschaftlern aus Hongkong wichtig für die Entwicklung der Quantenoptik, ein besseres Verständnis des Mechanismus von Quantenübergängen und im Allgemeinen einiger Prinzipien der Physik.
Menschen, die davon träumen, in die Vergangenheit zu reisen, sollten nicht verzweifeln.
Die Verletzung des Kausalitätsprinzips durch einzelne Photonen war nicht die einzige hypothetische Möglichkeit, eine Zeitmaschine zu schaffen.
In einem Interview mit dem Toronto Star erklärte Du Chengwang:
„Zeitreisen mit Photonen oder optischen Methoden sind nicht möglich, aber wir können andere Möglichkeiten wie Schwarze Löcher oder Wurmlöcher nicht ausschließen.
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