Stačilo manipulovať jediný fotón: Výskumníci našli spôsob ako spomaliť rýchlosť svetla vo vzduchu
Rýchlosť svetla nie je pevne daná, môže sa meniť vzhľadom na médium, ktorým fotóny prechádzajú.
Svetlo sa vzduchom šíri rýchlosťou približne 299-miliónov metrov za sekundu, aspoň tak sa dlhú dobu predpokladalo. Výskumníci z University of Glasgow sa však pozreli na to, či môžu rýchlosť svetla zmeniť, ak sa fotóny šíria cez plyny.
Vo svojej práci dokázali manipulovaním jedinej častice svetla nájsť spôsob, ako spomaliť jej rýchlosť počas toho, ako cestovala naprieč vzduchom.
Vedci vedeli, že rýchlosť svetla sa mení na základe toho, čím fotóny prechádzajú. Vo vode alebo v skle je rýchlosť svetla odlišná ako vo vákuu. Výskumníci sa rýchlosť svetla pokúsili zmeniť tým, že študovali jednotlivé častice – fotóny. V rámci svojej práce sa pokúšali demonštrovať, že jednotlivé fotóny majú odlišné rýchlosti vzhľadom na pozíciu vo svetelnom lúči.
„Merania s jednotlivými fotónmi sú tie najčistejšie, aké môžete získať,“ vysvetlila vedúca štúdie, Jacquiline Romero.
Spomalenie rýchlosti svetla
Podľa toho kde sa fotón vo svetelnom lúči nachádza, je jeho relatívna rýchlosť buď väčšia alebo menšia. Romero situáciu prirovnáva ku skupine bežcov. Ten kto sa nachádza vpredu musí konštantne bežať väčšou rýchlosťou ako tí, ktorí sú vzadu. Vedci už dlhšiu dobu predpokladali, že podobná situácia nastáva aj pri fotónoch, no v rámci tohto výskumu chceli vedieť, ako pomaly sa fotóny vzadu pohybujú.
V rámci svojho experimentu merali čas, za ktorý jednotlivé fotóny prejdú dráhu. Na získanie jedného fotónu použili špeciálny filter, ktorý zmenil štruktúru častice. Následne porovnali jej rýchlosť s rýchlosťou nepozmenenej častice. Podarilo sa im znížiť rýchlosť štruktúrovaného fotónu o 0,001%.
Neprehliadnite
„Hoci sa to môže zdať ako malá zmena, nebola náhodná. Museli sme to vyskúšať, aby sme s presvedčili, že je to naozaj tak,“ vysvetľuje spoluautor štúdie, Daniel Giovannini.
Obaja autori štúdie verili, že ich výsledky prinesú do vedeckej komunity určitú dávku kontroverzie. Jedna skupina by považovala výsledok za očividný, zatiaľ čo tá druhá by vnímala experiment ako prelomový. Samotným spomalením rýchlosti svetla však autori nekončia. V nasledujúcich experimentoch použijú kameru a normálne svetlo, nie jednotlivé fotóny. Na rovnakom princípe chcú skúmať aj zvukové vlny. Ako uvádzajú, ich práca má aj praktické využitie, hlavne pri zdokonaľovaní optiky mikroskopov.
Rýchlosť svetla vo vákuu sa považuje za univerzálnu fyzikálnu konštantu a označuje sa ako c. Vo vákuu cestuje svetlo rýchlosťou 299 792 458 metrov za sekundu a vzduchom, teda atmosférou Zeme, sa šíri o čosi pomalšie, približne o 90 000 metrov za sekundu pomalšie. Podľa Einsteinovej špeciálnej teórie relativity je rýchlosť svetla vo vákuu, teda c, najvyššou možnou hranicou nielen pre svetlo, ale aj pre bežnú hmotu alebo energiu. Inými slovami povedané, akákoľvek signál prenášajúci informáciu, nemôže cestovať rýchlejšie ako svetlo.
Komentáre