Tutaj dwa słowa przypomnienia. Światło spójne przepuszczone przez blisko siebie położone szczeliny, po przejściu przez nie stworzy dwie fale, które zaczną ze sobą interferować. W efekcie na ekranie umieszczonym za szczelinami, zamiast zobaczyć dwa jasne obszary (gdyby światło było korpuskularne i składało się po prostu z cząstek), zobaczymy naprzemienne ciemne i jasne prążki. Powstają one wskutek wzajemnego wygaszania się wzmacniania fal światła.
Dawno temu naukowcy zaczęli się zatem zastanawiać, czy taki sam efekt widoczny by był, gdyby szczeliny ustawić nie tyle w wymiarze przestrzennym, a czasowym. Powstało tylko pytanie, jak stworzyć niewielkie i blisko siebie położone szczeliny w czasie. Przez ostatnie trzy dekady naukowcy próbowali przeprowadzić doświadczenie Younga w czasie jedynie w teorii. Teraz jednak po raz pierwszy w historii udało się przeprowadzić eksperyment praktyczny.
Jak stworzyć szczeliny w czasie?
Idealnie byłoby znaleźć materiał, który jest w stanie zmienić się z przezroczystego w nieprzezroczysty na niezwykle krótki odstęp czasu. Wtedy wystarczyłoby rzucić wiązkę światła na ekran wykonany z takiego materiału i na chwilę z przezroczystego zamienić go w nieprzezroczysty, a potem ponownie w przezroczysty. Światło przelatujące przez materiał na chwilę zostałoby przerwane, po czym ponownie przenikałoby przez taki ekran. W efekcie w wiązce powstałaby niewielka przerwa. Naukowcy dzięki temu mogliby sprawdzić, czy druga wiązka po przerwie oddziałuje w jakikolwiek z pierwszą.
Takim, materiałem okazał się tlenek cynowo-indowy (ITO), który często wykorzystywany jest w ekranach urządzeń elektronicznych. Zgodnie z wymienionymi powyżej założeniami, w kierunku powierzchni pokrytej ITO skierowano wiązkę laserową. Domyślnie tak stworzony ekran przepuszczał całą wiązkę. Następnie w kierunku ekranu wyemitowano dwa silne impulsy laserowe z innego źródła. Owe impulsy uderzając w ekran sprawiały, że dosłownie na chwilę stawał się on nieprzezroczysty i odbijał wiązkę testową. Niemal natychmiast efekt znikał i ekran stawał się ponownie przezroczysty i wiązka testowa mogła kontynuować podróż przez niego.
Tutaj warto zatrzymać się na rozmiarach samej „szczeliny w czasie”. Reakcja ITO na silne impulsy laserowe była od 10 do 100 razy szybsza niż pierwotnie oczekiwano. Obie szczeliny otwarte dzieliło zaledwie kilka femtosekund, czyli jednomilionowych części miliardowej części sekundy. Femtosekunda do sekundy ma się tak jak sekunda do 31 milionów lat.
Gdy naukowcy zbadali promieniowanie, które zostało odbite od ekranu pokrytego ITO zauważyli, że doszło do interferencji tak jak w „przestrzennej wersji eksperymentu” sprzed 200 lat. Tym razem jednak doszło do zmiany częstotliwości światła, a nie jego jasności. Tak jak na ekranie za „przestrzennymi szczelinami” powstaje obraz interferencyjny o zmiennej jasności poszczególnych prążków, tak za „szczelinami czasowymi” światło, które miało jedną częstotliwość wykazuje oscylacje częstotliwości.
Po co komu taki eksperyment?
Choć to dopiero pierwszy taki eksperyment w historii, to już teraz fizycy wskazują, że jego wyniki mogą pomóc w tworzeniu tzw. kryształów czasu, ale także z czasem znaleźć zastosowanie w telekomunikacji, która – jakby nie patrzeć – opiera się na przesyłaniu sygnałów na duże odległości.