Gli impulsi laser viaggiano più veloci della luce senza violare le leggi della fisica

Gli scienziati hanno sparato laser su un plasma che sembra viaggiare più veloce della velocità della luce, senza violare le leggi della fisica.

La velocità della luce non è sempre la stessa. La luce che viaggia attraverso il plasma può sembrare che si muova a velocità sempre più lente rispetto a quella che chiamiamo “velocità della luce” – 299.792,458 metri al secondo – senza violare alcuna legge della natura. Così hanno fatto il fisico Clement Guyon e i colleghi del Lawrence Livermore Laboratory in California fallo Puntando due laser l’uno verso l’altro in un raggio di plasma di idrogeno ed elio.

Leggermente più veloce

Un raggio laser, il raggio della pompa, era 100.000 volte più potente dell’altro, il raggio della sonda. Ogni laser emette un breve impulso luminoso. Nel punto in cui i due impulsi si sono scontrati, era confusione di luce come un’onda attraverso il plasma.

Cambia questa onda indice di rifrazione di plasma, una proprietà che determina il modo in cui la luce viaggia attraverso un mezzo. Modificando la lunghezza d’onda dei raggi luminosi, i ricercatori sono stati in grado di manipolare l’indice di rifrazione. Quindi hanno misurato il tempo impiegato da un impulso luminoso dal raggio della sonda per raggiungere la telecamera.

Quando il raggio della sonda aveva una lunghezza d’onda più lunga del raggio della pompa, la luce viaggiava del 12% più lentamente della velocità della luce nel vuoto. Quando la situazione è stata invertita, la luce del raggio della sonda sembrava muoversi leggermente più velocemente della velocità standard della luce.

prestazione congiunta

A causa del modo in cui i ricercatori hanno misurato la luce, il risultato non viola le leggi della fisica. Hanno tracciato la regione più luminosa dell’impulso piuttosto che il movimento dell’intero impulso o del singolo fotone.

“Non stiamo violando i principi di Einstein perché non stiamo dicendo che le informazioni viaggiano più velocemente della velocità della luce”, afferma Guyon. Il picco dell’impulso può muoversi più velocemente della velocità della luce, ma ciò è dovuto alle fluttuazioni di energia lungo il raggio, non al movimento effettivo dell’intero impulso. Se dovessi misurare un singolo fotone o particella di luce, si muoverebbe sempre più lentamente.

delicato o sensibile

Comprendere come la luce viene elaborata dal plasma potrebbe aprire la porta a tipi di esperimenti che ora sono impossibili perché richiedono un laser estremamente potente. “Quando una grande forza colpisce un dispositivo ottico come una lente, si scioglie”, dice Guyon.

Guyon sostiene che il plasma in questo esperimento si comporta effettivamente come l’ottica convenzionale. Ciò significa che in futuro potrebbe essere in grado di sostituire le microlenti e altri dispositivi che attualmente utilizzano molti esperimenti di fisica.