Die Beobachtung der Lichtbewegung sowohl im realen Raum als auch in der „virtuellen Zeit“ eröffnet zahlreiche Perspektiven für praktische Anwendungen im modernen menschlichen Leben – Illustration: NASA
Normalerweise breitet sich Licht in einem transparenten Material nicht so ungehindert aus wie im Vakuum. Das komplexe Netzwerk elektromagnetischer Felder im Material bremst jedes einzelne Photon ab und verzögert so den Weg des gesamten Lichtstrahls.
Dieses Phänomen hilft Wissenschaftlern zu verstehen, wie Licht mit der Mikrostruktur von Materialien interagiert, und dadurch deren physikalische Eigenschaften zu erforschen.
Von virtuell zu real
Ein Teil der mathematischen Modelle, die dieses Phänomen beschreiben, verwendet sogenannte imaginäre Zahlen. Diese Zahlen haben im Alltag keine Bedeutung und gelten oft als rein mathematische Hilfsmittel. Das neue Experiment hat jedoch gezeigt, dass sich diese scheinbar nur auf dem Papier existierenden Zahlen tatsächlich in vollständig messbaren physikalischen Phänomenen manifestieren können.
In einer Studie, die in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht wurde, beschreibt das Team der beiden Physiker Isabella Giovannelli und Steven Anlage, wie sie Mikrowellen – eine Lichtart außerhalb des sichtbaren Bereichs – durch eine geschlossene Koaxialkabelschleife leiteten. Diese Vorrichtung simuliert eine kontrollierte Umgebung, um die Ausbreitung von Lichtimpulsen in verschiedenen Materialien zu untersuchen.
Durch die Messung der winzigen Frequenzschwankungen der Mikrowellen beim Durchgang durch das System entdeckten sie, dass die Frequenzverschiebungen nicht zufällig waren, sondern die physikalische Manifestation imaginärer Zahlen in der Gleichung darstellten.
Dies beweist, dass das Konzept der imaginären Zeit nicht nur eine mathematische Fantasie ist, sondern tatsächlich existiert und die Ausbreitung des Lichts beeinflusst.
Dr. Anlage sagte, sein Team habe einen bisher übersehenen Freiheitsgrad bei Lichtwellen entdeckt, der es ermögliche, ein Phänomen, das einst als „virtuell“ galt, durch völlig reale Faktoren zu erklären.
Bemerkenswerterweise können sich Lichtimpulse in diesem Medium vorübergehend schneller bewegen als die Photonen, aus denen sie bestehen. Das mag paradox klingen, ist aber eine logische Folge des Einflusses des Mediums und der Wellenstruktur.
Viele Perspektiven für praktische Anwendungen
Der Erfolg dieses Experiments ist nicht nur ein Fortschritt auf dem Gebiet der theoretischen Physik. Die Beobachtung von Licht in einem Zustand namens „imaginärer Zeit“ eröffnet auch viele Perspektiven für praktische Anwendungen im modernen Leben.
Je besser wir Menschen verstehen, wie sich elektromagnetische Wellen, von Licht bis zu Mikrowellen, beim Durchgang durch Materie bewegen und verändern, desto besser können wir viele der Technologien optimieren, die auf ihnen basieren.
Beispielsweise kann dieses neue Wissen im Bereich der drahtlosen Kommunikation dazu beitragen, die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Signalübertragung zu verbessern. Bei Radar- und Sensorsystemen kann es die Empfindlichkeit erhöhen und Störungen reduzieren und dadurch die Effizienz in Bereichen wie Luftfahrt, Militär und Automatisierung steigern.
Insbesondere in der aufstrebenden Welt des Quantencomputings, wo jede Interaktion vom Verhalten mikroskopischer Teilchen wie Photonen abhängt, könnte ein tieferes Verständnis des Verhaltens von Licht der Schlüssel zur Entwicklung leistungsfähigerer und stabilerer Computergeräte in der Zukunft sein.
Mit anderen Worten: Aus einem Phänomen, das einst als völlig abstrakt galt, wird die virtuelle Zeit nun allmählich zu einem nützlichen Bestandteil der realen technologischen Welt.
Quelle: https://tuoitre.vn/lan-dau-bat-duoc-anh-sang-trong-thoi-gian-ao-20250630214758668.htm
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