Viteza luminii a fost depășită. Fizicienii au făcut acest lucru cu ajutorul unor impulsuri în interiorul unei plasme fierbinți

viteza luminii
  • Viteza unui foton este blocată de țesătura de câmpuri electrice și magnetice numită electromagnetism.
  • Laserele vechi se bazează pe materiale optice cu stare solidă, care tind să se deterioreze pe măsură ce energia crește.
  • Din punct de vedere teoretic, experimentul ajută la dezvoltarea fizicii plasmei și pune noi constrângeri asupra acurateței modelelor actuale.

Legea limitează viteza cu care informația poate călători prin spațiul gol: viteza luminii, care atinge 300.000 de kilometri pe secundă. Deși este puțin probabil ca fotonii în sine să depășească vreodată această limită de viteză, există caracteristici ale luminii care nu respectă aceleași reguli.

Manipularea acestora nu ne va grăbi capacitatea de a călători spre stele, dar ne-ar putea ajuta să deschidem calea către o nouă clasă de tehnologie laser. Fizicienii din SUA au demonstrat că, în anumite condiții, undele formate din grupuri de fotoni se pot deplasa mai repede decât lumina.

Cercetătorii se joacă de ceva vreme cu limita de viteză a impulsurilor de lumină, accelerându-le și chiar încetinindu-le până la o stagnare virtuală, folosind diverse materiale, cum ar fi gazele atomice reci, cristalele refractive și fibrele optice.

Anul trecut, cercetătorii de la Laboratorul Național Lawrence Livermore din California și de la Universitatea Rochester din New York au reușit acest lucru în interiorul unor roiuri fierbinți de particule încărcate, reglând viteza undelor de lumină în interiorul plasmei, de la aproximativ o zecime din viteza obișnuită a luminii în vid până la o viteză cu peste 30% mai mare. Acest lucru este atât mai impresionant – și mai puțin impresionant – decât pare.

Viteza unui foton este blocată de țesătura de câmpuri electrice și magnetice numită electromagnetism. Acest lucru nu poate fi evitat, dar impulsurile de fotoni în cadrul unor frecvențe înguste se mișcă și ele în moduri care creează unde regulate.

Creșterea și descreșterea ritmică a unor grupuri întregi de unde luminoase se deplasează prin lucruri la o rată descrisă ca fiind viteza de grup, iar acest val de unde poate fi modificat pentru a încetini sau accelera, în funcție de condițiile electromagnetice ale mediului înconjurător.

Prin îndepărtarea electronilor dintr-un flux de ioni de hidrogen și heliu cu un laser, cercetătorii au reușit să modifice viteza de grup a impulsurilor de lumină trimise prin ele de către o a doua sursă de lumină, frânându-le sau accelerându-le prin ajustarea raportului gazului și forțând caracteristicile impulsului să își schimbe forma.

Efectul general s-a datorat refracției câmpurilor plasmei și luminii polarizate de la laserul principal folosit pentru a le îndepărta. Undele de lumină individuale au continuat să se deplaseze în ritmul lor obișnuit, chiar dacă dansul lor colectiv părea să accelereze.

Laserele vechi se bazează pe materiale optice cu stare solidă, care tind să se deterioreze pe măsură ce energia crește. Folosirea fluxurilor de plasmă pentru a amplifica sau a modifica caracteristicile luminii ar putea rezolva această problemă, dar pentru a profita la maximum de acest lucru trebuie să modelăm caracteristicile electromagnetice ale acestora.