Οι επιστήμονες επιβράδυναν την ταχύτητα του φωτός

Σκωτσέζοι επιστήμονες κατάφεραν να κάνουν το φως να ταξιδέψει πιο αργά από την ταχύτητα του φωτός. Το πέτυχαν αυτό, αλλάζοντας το σχήμα των φωτονίων, με συνέπεια αυτά να επιβραδυνθούν.
Το πρωτοποριακό πείραμα μπορεί να ανοίξει νέους δρόμους στην επιστήμη του φωτός. Οι ερευνητές από τα πανεπιστήμια της Γλασκώβης και του Έριοτ Βατ, με επικεφαλής τον φυσικό Μάιλς Πάτζετ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Science Express", σύμφωνα με το BBC και το "New Scientist", δημιούργησαν -με τη βοήθεια ενός υπέρυθρου λέιζερ- μια «κούρσα» φωτονίων ανά ζεύγη, κατά την οποία το ένα φωτόνιο ταξίδευε στην κανονική κατάστασή του και το άλλο άλλαζε σχήμα, καθώς διέσχιζε μια ειδική μάσκα.

photo credit: Glasgow/Heriott-Watt Universities. Reshaped light gets to the finish line slower than that with a plane wave front

Η σύγκριση των ταχυτήτων έδειξε ότι το δεύτερο φωτόνιο είχε οριακά χάσει ταχύτητα (κατά λίγα εκατομμυριοστά του μέτρου ή μια επιβράδυνση της τάξης του 0,001%). Το αξιοσημείωτο είναι ότι το φως συνέχισε να κινείται πιο αργά, ακόμη και όταν είχε βρεθεί ξανά σε κενό χώρο, έχοντας περάσει μέσα από την μάσκα (επρόκειτο για μια συσκευή υγρών κρυστάλλων ελεγχόμενη από ειδικό λογισμικό).

Credit: Giovannini et al. A Bessel beam is created when a conical wavefront is created for a single photon with angle α.

Είναι γνωστό ότι το φως κινείται πάντα πιο αργά, όταν περνάει μέσα από υλικά όπως το νερό ή το γυαλί (το φαινόμενο της διάθλασης που δημιουργεί οπτικές στρεβλώσεις στα μάτια του παρατηρητή), όμως στον κενό χώρο θα πρέπει να έχει πάντα την ίδια απόλυτη ταχύτητα, που θεωρείται σταθερά (το γνωστό "c"). Όπως γράφουν όλα τα βιβλία Φυσικής, αυτή η ταχύτητα του φωτός σε συνθήκες κενού είναι 299.792.458 μέτρα (κάτι λιγότερο από 300.000 χιλιόμετρα) ανά δευτερόλεπτο. Στην περίπτωση του πειράματος όμως, τα φωτόνια ταξίδευαν με μικρότερη ταχύτητα ακόμη και στον κενό χώρο.
Σε κάθε περίπτωση, όπως είπαν οι ερευνητές, το πείραμά τους δεν αμφισβητεί τις θεωρίες σχετικότητας του Αϊνστάιν. Παραμένει επίσης ερωτηματικό, αν θα υπάρξουν πρακτικές εφαρμογές από τη νέα ανακάλυψη. Οι Βρετανοί επιστήμονες πιστεύουν πάντως ότι αυτό που συμβαίνει με τα «παραμορφωμένα» φωτόνια, θα πρέπει να ισχύει επίσης για τα κύματα του ήχου, τα οποία αναμένεται και αυτά να χάνουν ταχύτητα, αν διέλθουν από μια παρόμοια μάσκα.

Credit: Giovannini et al. Plane wave photons were seperated from those converted to conical wavefronts and then brought together so their speeds could be compared.

Πηγή: Καθημερινή BBC

http://www.newscientist.com/article/dn26837-shapely-photons-break-rules-to-fly-slower-than-light.html

http://www.sciencemag.org/content/early/2015/01/21/science.aaa3035

http://www.bbc.com/news/uk-scotland-glasgow-west-30944584