Com informações da Physics World - 26/09/2025
[Imagem: Kyle Thompson - 10.1063/5.0288743]
Tempo negativo
As viagens no tempo são um tema comum na ficção científica, mas "tempo negativo" parece uma ideia esotérica demais até para os mais abertos a ideias novas.
Na verdade, volta e meia os físicos se deparam com números negativos em suas demonstrações, mas esses "detalhes" são rapidamente varridos para debaixo do tapete, e deixados para serem melhor compreendidos no futuro - e lembre-se que o conceito de futuro exige que o tempo seja sempre positivo.
Mas Kyle Thompson e colegas da Universidade de Toronto, no Canadá, acabam de demonstrar - por meio de experimentos, e não de teorias - que esses resultados negativos têm fundamento na realidade, lançando um conceito inusitado de tempo negativo. Perceba que não se trata de voltar no tempo, mas de fenômenos que consumem "-t" para ocorrer.
A equipe descobriu que, quando um fóton passa por uma nuvem de átomos e choca-se com um deles, transferindo energia para um dos seus elétrons, esse fóton gasta nessa excitação atômica um tempo semelhante ao que outro fóton gasta para passar diretamente pela nuvem, sem excitar nenhum átomo.
Assim, quando observaram em detalhes o processo da excitação do átomo, o que os cientistas viram é que ele de fato ocorre - ou parece ocorrer - em -t.
[Imagem: Kyle Thompson - 10.1063/5.0288743]
Tempo negativo como realidade física
De posse dos dados experimentais, a equipe voltou à prancheta para tentar entender os resultados, concluindo que o tempo médio de excitação do átomo pode mesmo ser negativo. Eles também descobriram que esse tempo de excitação deve ser igual a outro tempo mais familiar, conhecido como atraso de grupo (ou tempo de grupo), que é o tempo que a envoltória de um pulso de onda leva para percorrer uma distância.
Um atraso de grupo negativo é bem palatável: Como a frente do pulso dos fótons sai da nuvem de átomos antes que o pico do pulso entre nela, e o pico nunca sai porque a maioria dos fótons será espalhada, há uma "ilusão" de que os fótons deixam a nuvem de átomos antes de chegarem.
Mas o experimento feito agora é diferente porque a equipe efetivamente monitorou fótons excitando átomos, e não apenas passando pela nuvem - nos experimentos envolvendo o atraso de grupo sempre se presume que fótons que excitam átomos são desviados, nunca atingindo o detector.
O experimento mediu tempos de viagens com excitação atômica que variaram de -0,31 para o pulso de luz de maior largura de banda, a -0,82 para o pulso de banda mais estreita. Segundo a equipe, isto comprova que os tempos negativos de excitação não são apenas uma matemática para ser varrida para baixo do tapete, mas de fato têm uma realidade física nas medições quânticas.
Artigo: How much time does a photon spend as an atomic excitation before being transmitted through a cloud of atoms?
Autores: Kyle Thompson, Kehui Li, Daniela Angulo, Vida-Michelle Nixon, Josiah Sinclair, Amal Vijayalekshmi Sivakumar, Howard M. Wiseman, Aephraim M. Steinberg
Revista: APL Quantum
DOI: 10.1063/5.0288743
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