कनाडा में टोरंटो विश्वविद्यालय और ऑस्ट्रेलिया में ग्रिफ़िथ विश्वविद्यालय की एक टीम द्वारा पूरा किए गए एक प्रयोग से पता चला कि जब फोटॉन ठंडे रूबिडियम परमाणुओं से बने परमाणु "यातायात" से गुजरते हैं, तो वे वास्तव में "देर से प्रस्थान और जल्दी पहुंच सकते हैं", जो सांख्यिकीय रूप से परमाणु माध्यम में "नकारात्मक समय" का अनुभव करने के बराबर है। शोधकर्ताओं ने सटीक माप के माध्यम से पाया कि वे फोटॉन जो समग्र प्रकाश पल्स में डिटेक्टर तक पहुंचने वाले पहले थे, यदि परमाणु बादल में उनके प्रवास का पता लगाया जाए तो उनका औसत निवास समय "नकारात्मक" होगा। यह परिणाम क्वांटम पैमाने पर समय की अवधारणा की विचित्रता और अस्पष्टता को और उजागर करता है।
शास्त्रीय अंतर्ज्ञान में, निर्वात में सूचना के प्रसार की गति लगभग 300,000 किलोमीटर प्रति सेकंड तय की गई है, जो कारण और प्रभाव की तथाकथित "सीमित गति" है; द्रव्यमान रहित कणों/तरंगों के रूप में फोटॉन को भी निर्वात में इस ऊपरी सीमा का सख्ती से पालन करना चाहिए। जब परमाणु जैसे माध्यम को प्रसार पथ में पेश किया जाता है, तो फोटॉन बिखर जाएंगे या परमाणुओं के साथ बातचीत करेंगे, जिससे समग्र नाड़ी "धीमी" प्रतीत होगी, लेकिन आमतौर पर इसका मतलब यह समझा जाता है कि मार्ग टेढ़ा-मेढ़ा है, न कि कारण गति में वास्तविक सफलता। सहज रूप से, लोग उम्मीद करते हैं कि जब एक प्रकाश नाड़ी परमाणु माध्यम से गुजरती है, तो यह व्यस्त समय के दौरान यातायात प्रवाह की तरह होना चाहिए, जिसमें "शुरुआती पक्षी" जल्दी आते हैं और "पिछड़े हुए" देर से आते हैं। समग्र आकार बस समय अक्ष पर पीछे की ओर चलेगा।
हालाँकि, 1990 के दशक से, प्रयोगात्मक भौतिकविदों ने लगातार एक प्रति-सहज ज्ञान युक्त घटना की सूचना दी है: निर्वात में यात्रा करने वाली एक प्रकाश नाड़ी की तुलना एक माध्यम से गुजरने वाली हल्की नाड़ी के साथ, कभी-कभी माध्यम में नाड़ी का "शिखर" निर्वात में शिखर से पहले डिटेक्टर तक पहुंच जाता है। इसका मतलब यह नहीं है कि कोई भी फोटॉन निर्वात की तुलना में तेजी से चलता है, बल्कि यह कि पल्स का समग्र आकार माध्यम में "पुनर्आकार" देता है, जिससे सांख्यिकीय "शिखर" आगे बढ़ता है। एक व्याख्या यह है कि फोटॉनों और परमाणुओं के बीच परस्पर क्रिया सांख्यिकीय रूप से एक समान "छाया" बनाती है, जिससे आउटपुट पल्स का वितरण बदल जाता है, जिससे मूल रूप से बीच में केंद्रित फोटॉन सामने की ओर स्थानांतरित हो जाते हैं, जिससे शिखर "आगे कूद जाता है"।
नवीनतम शोध में, वैज्ञानिकों को इस तरह के "मैक्रोस्कोपिक रीशेपिंग" के हस्तक्षेप को खत्म करने और अधिक सूक्ष्म स्तर से माध्यम में फोटॉन की समय विशेषताओं का सीधे मूल्यांकन करने की उम्मीद है। इस उद्देश्य के लिए, टीम ने केवल प्रकाश स्पंदों के इनपुट और आउटपुट तरंगों को नहीं देखा, बल्कि अति-निम्न तापमान पर रुबिडियम परमाणुओं के बादल को "देखने" की ओर रुख किया। परमाणुओं के उत्तेजित होने के बाद उत्तेजित अवस्था की अवधि को मापकर, उन्होंने अप्रत्यक्ष रूप से यह अनुमान लगाया कि इसके साथ बातचीत करने वाले फोटॉन माध्यम में "कितने समय तक" रहे। इस प्रकार का माप अत्यंत संवेदनशील है और विश्वसनीय सांख्यिकीय परिणाम प्राप्त करने के लिए परमाणुओं के नाजुक क्वांटम व्यवहार पर पर्यावरणीय शोर के हस्तक्षेप को औसत करने के लिए बड़ी संख्या में बार-बार प्रयोगों की आवश्यकता होती है।
विश्लेषण से पता चलता है कि सांख्यिकीय दृष्टिकोण से, वे फोटॉन जो समग्र पल्स में "जल्दी आते हैं" उन माप परिणामों के अनुरूप होते हैं जिन्होंने परमाणु माध्यम में "नकारात्मक समय" का अनुभव किया है। इसका निश्चित रूप से यह मतलब नहीं है कि वे वास्तव में किसी प्रकार के वर्महोल में गिर गए और भविष्य से "यात्रा" करके वापस आ गए, न ही यह कि कोई कारण संबंधी नियम तोड़े गए; भौतिकविदों ने इस बात पर जोर दिया कि इस प्रक्रिया के दौरान, अंतरिक्ष-समय की संरचना नहीं टूटी, और कारण क्रम सुसंगत रहा। जो वास्तव में "विस्तारित" है वह क्वांटम स्तर पर समय की भौतिक मात्रा है। अन्य क्वांटम वेधशालाओं की तरह, यह सूक्ष्म पैमाने पर अस्पष्ट और संभाव्यता बादलों की विशेषताओं को दर्शाता है।
इसके पीछे का सैद्धांतिक ढांचा अभी भी हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत से अविभाज्य है: जब आप कुछ भौतिक मात्राओं (जैसे ऊर्जा) को अत्यधिक उच्च परिशुद्धता से मापते हैं, तो युग्मित अनिश्चित मात्राएं (जैसे समय) अधिक अस्पष्ट होने के लिए मजबूर हो जाती हैं। फोटॉन और परमाणुओं के बीच परस्पर क्रिया के दौरान, दोनों पक्षों का ऊर्जा स्तर "प्रतिध्वनि" के समान स्थिति में दिखाई देता है, ठीक उसी तरह जैसे कोई माता-पिता एक तंग लय के साथ झूले को धक्का दे रहे हों; इस मामले में, ऊर्जा को बेहद सटीक रूप से परिभाषित किया जा सकता है, जबकि समय के आयाम को आराम करने के लिए मजबूर किया जाता है, और माप परिणाम क्वांटम उतार-चढ़ाव में "स्मियर" होते हैं, इसलिए "नकारात्मक समय" जैसे असामान्य मान सांख्यिकीय रूप से प्रकट हो सकते हैं। दूसरे शब्दों में, तथाकथित "नकारात्मक समय" का मतलब यह नहीं है कि प्रकाश वास्तव में पीछे की ओर जाता है, बल्कि उस समय को क्वांटम स्तर पर गैर-शास्त्रीय तरीके से संभाव्यता वितरण में प्रवेश करने की अनुमति दी जाती है, इस प्रकार कुछ शर्तों के तहत दैनिक अनुभव से परे रीडिंग मिलती है।
अनुसंधान दल ने बताया कि यदि भविष्य में इसी तरह के प्रयोगों में इसकी पुष्टि की जा सकती है कि क्या पल्स में "देर से" फोटॉन संबंधित "समय अधिशेष" को "ले जाने" के लिए होते हैं, तो इस घटना में क्वांटम अनिश्चितता की सटीक भूमिका को और अधिक लॉक करने की उम्मीद की जाएगी। एक बार जब ऐसे प्रयोग सिद्ध हो जाते हैं, तो वैज्ञानिक अधिक स्पष्ट रूप से यह रेखांकित करने में सक्षम होंगे कि क्वांटम दुनिया में समय कैसे काम करता है, और उम्मीद है कि क्वांटम सूचना प्रसारण और प्रकाश-पदार्थ इंटरैक्शन जैसे मूलभूत मुद्दों की हमारी समझ को आगे बढ़ाया जाएगा। सामान्य कार्यालय कर्मियों के लिए इससे अधिक प्रासंगिक बात यह हो सकती है कि यह शोध कम से कम शारीरिक स्तर पर एक "मस्तिष्क बहाना" प्रदान करता है: यदि आप एक दिन फिर से देर से आते हैं, तो कौन बॉस से यह नहीं कहना चाहेगा - "क्षमा करें, मुझे रास्ते में थोड़ी अनिश्चितता का अनुभव हुआ"?