我們都熟悉,三維世界中的回聲、倒影等反射現象。但是科學實驗最近觀察到,在微觀量子世界卻存在「時間倒影」,一種不可思議的微觀反射現象。
據《自然‧物理學》(Nature Physics)3月13日所刊論文,紐約市立大學(City University of New York)的科學家在量子實驗中,首次觀測到近半個世紀懸而未決的「時間倒影」微觀現象。
50多年來,科學家一直認為,微觀世界之中存在特殊的反射現象,一種與常規概念不同的「時間反射」(time reflection),也就是「時間倒影」或稱「時光倒影」。
日常生活之中,我們都能體驗到聲音和可見光的反射,比如對著空曠的山谷大聲呼喊,會聽到回聲;照照鏡子,會看到自己的臉。
微觀世界中,「時間倒影」卻不是這種日常概念。美國《大眾機械》雜誌(Popular Mechanics)解釋說,按照「時間倒影」的微觀概念,如果你在量子世界中照鏡子,看到的不是自己的臉,而是自己的後背。
這是為甚麼?我們平常體驗的照鏡子經驗是三維空間的現象,鏡子反射的光波按照空間先後順序進入我們眼睛,所以看到的是我們自己的臉。
在量子世界中,光波的反射不是按照這種三維物質世界的先後概念進行,而是其頻率發生改變,因為傳播光波的物質也在同時發生改變。從另一角度來說,在「時間倒影」中,原來的紅光可能會變成綠光。
對於這種特殊現象,還可以用聲音去理解。在「時間倒影」中,所反射的聲音與原來的不同,而是像錄音帶快速倒轉所放出的「啾啾」聲。
《大眾機械》雜誌說,科學家在這項實驗中,因為使用特殊材料,才更好地觀察電磁波在量子狀態下的傳播情況,進而獲得「時間倒影」結果。
紐約市立大學的科學家Andrea Alù表示:「實驗結果令人激動,因為很久以前我們在理論上就預見到這種反常規現象。時間倒影和三維空間的反射現象之間的差別真是太大了。」
該研究具有很多實際意義,比如開發更好的無線通訊技術,以及低耗能量子電腦等。#
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