Czy możemy spowolnić światło?
Jaka jest prędkość światła? Na tak zadane pytanie każdy z nas odpowie bez zastanowienia: 300 000 km/s. Co bardziej cwani przypomną sobie, że w różnych ośrodkach światło osiąga różne prędkości, i doda: w próżni.
A może jednak prędkość światła w próżni też może różnić się od stałej? Poza tym, jak duże właściwie jest spowolnienie światła w innych ośrodkach, o ile procent porusza się wolniej? Im bardziej się nad tym zastanawiamy, tym bardziej uświadamiamy sobie że nie wiemy wszystkiego o tej podstawowej wartości fizycznej.
(Czytelnicy, którzy są akurat tymi, którzy wiedzą wszystko, na pewno i tak dadzą nam o tym znać w komentarzach!).
Zacznijmy od prędkości światła w próżni.
Uważa się ją powszechnie za jedną z fundamentalnych stałych fizycznych. Wynosi ona dokładnie 299 792 458 metrów na sekundę. Czy możliwe że się mylimy? Nie - bo tak naprawdę od 1983 roku definicja długości metra jest związana z tą wartością i jest definiowana jako "1/299 792 458 długości ścieżki przebytej przez światło w ciągu sekundy" (okej, to trochę oszustwo).
W innych ośrodkach światło porusza się wolniej. Wolniej podróżuje więc w powietrzu (i innych gazach), poprzez szkło, wodę etc. Są to oczywiście różnice dla nas na co dzień niezauważalne.
Rodzi się pytanie, jaka była NAJMNIEJSZA zaobserwowana prędkość światła?
W 1998 roku duńska fizyczka Lene Vestergaard Hau osiągnęła prędkość światła równą... 17 metrów na sekundę. Tak, to około 60 kilometrów na godzinę. Prędkość samochodu na drodze z ograniczoną prędkością! Udało się to przepuszczając światło przez tzw. kondensat Einsteina-Bosego.
Profesor Hau kontynuowała swoje wysiłki, i w 2013 roku udało się jej światło kompletnie zatrzymać - w środowisku półprzewodnika - i następnie wystartować ponownie. Było to potrzebne w trakcie badań nad możliwością stworzenia wydajnego energetycznie komputera.
Do tej pory jednak nie zaobserwowano zmniejszenia prędkości światła w samej próżni.
Aż do niedawnego odkrycia opublikowanego przez naukowców z Uniwersytetu w Glasgow. Dzięki zaaplikowaniu odpowiedniego filtra (maski) na promień światła nadali grupie fotonów taką strukturę, która spowodowała ich spowolnienie nawet w próżni. Test odbywał się na pojedynczych fotonach, w których ten, który przeszedł przez maskę, docierał na "metę" później. Różni się to od efektu spowolnienia w ośrodkach typu szkło: w tamtych przypadkach po wyjściu z ośrodka światło wraca do swojej standardowej prędkości, tu zaś, dzięki przejściu przez maskę, właściwości fotonu zostały zmienione.
Samo zagadnienie prędkości światła jest bardzo interesujące - szczególnie jeśli uświadomimy sobie że naukowcy od setek lat próbowali ustalić jego prędkość, a następnie zajęli się jej manipulowaniem. Ilustruje to rozwój ludzkiej wiedzy, jaki daje nauka.
Źródła: math.ucr.edu, Harvard, ScienceDaily; Grafika główna pochodzi z serwisu ShutterStock
