Laiko skylės: atliktas eksperimentas, paslepiantis įvykius, tarsi jų niekada ir nebuvo

Pastaraisiais metais ėmėme priprasti prie pasirodančių pranešimų apie įvairiausius galimus „nematomosios kepurės“ variantus: prietaisus, kurie yra arba tik teoriniai, arba dar labai netobuli, bet vis dėlto iš tikrųjų leidžiančius paslėpti nuo akių nedidelius objektus (žvelgiant tam tikru kampu tam tikro ilgio bangų ruože).

Ši tyrimų sritis mokslininkams taip patiko, jog pasipylė dar daugiau pasiūlymų kaip būtų galima patobulinti „nematomų apsiaustų“ idėją: siūlyta galimybė nematomais paversti ne tik objektus, bet ir įvykius; sukurti „laiko skyles“, kuriose vykstančių reiškinių stebėtojas niekada nematytų.

Štai ties šia idėja ir apsistojo Aleksandro Gaetos (Alexander Gaeta) vadovaujamų mokslininkų komanda. „Laiko apsiaustų“ idėjos autorių nuomone, tokia galimybė yra įmanoma todėl, kad, pagal elektromagnetinę teoriją, erdvė ir laikas tam tikra prasme yra dualūs. Todėl šviesos spindulio iškreivinimas erdvėje matematiškai turėtų prilygti šviesos sklidimui dispersine terpe (angl. – „temporal propagation of light through a dispersive medium“).

Panašiu principu veikia ir naujasis prietaisas: tam tikrą sritį apšviečiančiame lazerio spindulyje sekundės daliai sukuriama tarsi trumpalaikė „laiko skylė“, kad to, kas vyksta čia ir dabar, būtų visiškai neįmanoma stebėti. Žinoma, tą patį būtų galima pasiekti paprasčiausiai lazerio spindulį laikinai užblokavus ekranu, tačiau tokiu atveju įmanoma aptikti ir pačią „laiko skylę“. Tuo tarpu Aleksandro Gaetos (Alexander Gaeta) vadovaujamų mokslininkų sukurtoji sistema lazerio spindulį rūpestingai „susiuva“, ir stebėtojas lieka nepastebėjęs jokios apgaulės.

„Laiko skyles“ kuriančio prietaiso schema. Jame vykdomos spindulių manipuliacijos: vieno bangos ilgio spinduliai sulėtinami, kito – pagreitinami, todėl viskas, kas tam tikru laiku vyksta raudonu apskritimu pažymėtoje srityje, iš šalies žiūrinčiam stebėtojui liks amžiams nežinoma.

Vykstantį procesą galima palyginti su situacija kelyje, kuomet jį kerta anties ir ančiukų vorelė: matydami šią procesiją, važiuojantys automobiliai šiek tiek primažina greitį ir leidžia ančiukams saugiai perbėgti į kitą pusę. Bet vos tik paukščiai kelią pereina, jie vėl greitį padidina ir tęsia judėjimą. Stebėtojas, esantis pakankamai dideliu atstumu nuo įvykio vietos, niekaip neįstengs konstatuoti įvykusio fakto: jis matys tą patį nuolatinį automobilių srautą, o ančiukų kelionė per kelią liks visiškai jo nepastebėta.

Panašiu principu veikia ir mokslininkų sukurtas prietaisas. Šiuo atveju mokslininkai naudojo prietaisą, kuriuo keičiamas į jį patenkančių spindulių bangų ilgis. Vėliau šie spinduliai leidžiami optiniu pluoštu, kuriame skirtingo ilgio bangos sklinda nevienodu greičiu – vienos greičiau, kitos lėčiau. Tuomet jei bangos ilgį iš pradžių trumpinsime (didindami jos dažnį), o paskui staigiai jį padidinsime (mažindami dažnį), tai pirmosios bangos toli aplenks antrąsias, o tarp jų susidarys kad ir nedidelis, bet vis dėlto tuščias tarpelis, t. y. minėtoji „laiko skylė“.

Tuščio laiko tarpo atsiradimo momentas sinchronizuojamas taip, kad jis susiformuotų būtent tame erdvės taške, kurį norime paslėpti. Už šios srities yra lokalizuota antroji prietaiso dalis, tas pačias operacijas atliekanti atvirkščiai – po jų bangų parametrai grąžinami į pradinę būseną: iš pradžių ilgesnės bangos pagreitinamos, o trumpesnės sulėtinamos ir galiausiai, jų dažnis grąžinamas į pradinį lygmenį. „Laiko skylė“ užsiveria.

Tokį įrenginį laboratorijoje sukonstravusiems autoriams išties pavyko sukurti 0,15⋅10^-14 (15 pikosekundžių) sekundės dalių trukmės „laiko skylę“. Reikia pažymėti, kad panašios trukmės įvykiai ir taip vargu ar liktų pastebėti, tačiau tolesniuose darbo etapuose mokslininkai tikisi šį skaičių sumažinti iki 110 nanosekundžių, o paskui galbūt dar labiau pailginti šį laiką.