Quantenphysiker messen 'Negative Zeit': Photonen treten aus, bevor sie eintreten

Wenn Sie jemals so früh zu einer Party erschienen sind, dass Sie den Raum bereits verlassen hatten, bevor Sie ihn betraten, herzlichen Glückwunsch: Sie teilen das Lebensgefühl von Quanten-Photonen.

Ein Physiker-Team der Universität Toronto unter der Leitung von Prof. Aephraim Steinberg hat einen kuriosen Meilenstein erreicht: Sie haben die sogenannte negative Gruppenlaufzeit direkt gemessen und beobachtet, wie Photonen eine Wolke unterkühlter Rubidium-Atome verlassen, bevor der Eintrittsvorgang vollständig abgeschlossen war.

Wurde etwa eine Zeitmaschine erfunden?

Keine Sorge, der DeLorean kann in der Garage bleiben! Die Forscher betonen, dass dies nicht gegen das Kausalitätsprinzip verstößt und auch keine Informationen schneller als das Licht überträgt. Da Licht sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften besitzt, führt die Interferenz von Wellen auf atomaren Stoppuhren zu messbaren Phasenverschiebungen mit rechnerisch negativen Vorzeichen.

Warum die 'schwache Messung' den Durchbruch brachte

Normalerweise zerstört der Versuch, ein Quantenteilchen während des Transits zu beobachten, das System vollständig (Heisenberg lässt grüßen). Das Team aus Toronto nutzte die Methode der schwachen Messung (Weak Measurement) – sie tasteten die Atome mit einem schwachen Hilfslaser sanft ab, ohne den fragilen Zustand der Photonen zu zerstören. Das Ergebnis: Ein schlüssiger Beweis, dass negative Zeitwerte in der Quantenphysik realen physikalischen Prozessen entsprechen.