Az időeltolás egy speciális formáját jelenti a fizikában az a típusú időkésleltetés, ami a fény viselkedésével függ össze: a fényt alkotó részecskék, a fotonok bizonyos anyagokon nehezebben tudnak áthaladni, így a mozgásukat korlátozó vagy megváltoztató tényezők lelassíthatják a fényt, és szétszórhajtják a sugarakat. A szétszóródás más intenzitású a különféle anyagok esetében, a köd például sokkal jobban szórja a fénysugarakat, mint az átlátszó közegek, többek között a tiszta levegő vagy egy áttetsző üveg. Az Amerikai Fizikai Társaság (APS) leírása szerint ez a szórt fénnyel kapcsolatos időbeli késés leírható egy olyan matematikai formulával, amelyben szerepel egy valós és egy képzelt összetevő is.

A valós rész széles körben elfogadott és sokat tanulmányozott matematikai képletet jelent, de a képzelt rész kevésbé elfogadott, és mostohább elbánásban részesül a fizikusok körében Isabella Giovannelli, a Marylandi Egyetem kutatója szerint.

“A képzelt időkésleltetést nagyrészt semmibe veszik és ‘nem fizikainak’ tartják.”

- magyarázta Giovannelli.

A kutató, kollégája, Steven Anlage együttműködésével most viszont bizonyította, hogy a képzeletbeli valójában nagyon is létező, csak a megfelelő módon kell megfigyelni. Az absztrakt mennyiséget a szétszóródó fényimpulzusok frekvenciaeltolódásában találták meg, amelyet mikrohullámú pulzusok segítségével mértek meg a kísérletben. Ahogy azt az APS írja, az időkésleltetés valós részét már sok kísérletben sikerült vizsgálni, különösen olyankor, amikor a fény lassan haladt, és lényegében csapdába ejtette egy nagy fényszórású anyag, de ezzel ellentétben a képzelt rész a matematika birodalmában ragadt. Elméletileg azonban már korában előrejelezték, hogy a képzeletbeli időkésés összefüggésben állhat egy bizonyos frekvenciaeltolódással is.

A kutatók egy mikrohullámú áramkört használtak a kísérlethez, amelyet 5 GHz-es mikrohullámú pulzusokkal bombáztak, majd a pulzusok csúcsán 0,48 MHz-es frekvenciaváltozást figyeltek meg.

Ez az elméleti előrejelzésekkel összhangban állt, ami arra utal, hogy sikerült megtalálni a keresett képzelt részt.

Mivel a szétszóródási mátrix rengeteg információt tartalmaz a fényszórás rendszeréről - írják a tanulmányban - a késleltetett idő természetének feltérképezése rengeteg újdonsággal szolgálhat a fény (és az idő) jelenségének működéséről.

(Fotó: Pixifant/Pixabay, Nathan Dumlao/Unsplash)