量子实验证实光子原子相互作用中的负时间

2026年8月4日发表在《物理评论快报》上的一项量子实验表明，光子可以在原子云中花费负的时间，这对量子计时的传统解释提出了挑战。该研究由格里菲斯大学量子动力学中心主任霍华德·怀斯曼和多伦多大学的阿弗雷姆·斯坦伯格领导。

研究人员将光子射入铷原子云中。这些原子与光子发生共振，因此光子的能量可以暂时转移为原子激发。这实际上导致光子在重新发射前停留。由于光子具有明确的能量，其时间不确定性使得团队能够计算平均进入和离开时间。

当光子直接穿过云层时，其到达时间暗示了负的停留时间——这一现象最早出现在1993年斯坦伯格等人的实验中。许多物理学家将其视为人为假象，认为早期到达仅由光子脉冲的前沿通过所致。

为了验证这一点，团队在光子穿过时使用弱激光束探测原子。通过对数百万次运行进行平均，他们对停留时间进行了弱测量。结果与负时间完全匹配，表明负停留时间并非人为假象。

关键在于，这种弱测量的负停留时间无法用脉冲前沿理论解释。相反，测量直接影响了原子云，揭示了一种矛盾但真实的效应。

这些发现并不意味着时间旅行，并且完全可以用标准物理学解释。它们表明量子研究继续揭示意想不到的行为，提醒科学家仍有更多现象有待发现。