ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Znanstvenici usporili brzinu svijetlosti

Skupina Škotskih znanstvenika uspjela je usporiti svjetlost šaljući fotone, građevne čestice svjetlosti, kroz posebnu 'masku'. Time je promijenjen oblik fotona, što je dovelo do smanjenja njihove brzine.

Zanimljivo je to što su fotoni zadržali manju brzinu čak i nakon izlaska iz te maske. Rezultate su istraživači s Glasgow i Heriot-Watt sveučilišta, svi članovi udruženja fizičara škotskih sveučilišta (eng. Scottish Universities Physics Alliance), objavili u časopisu Science Express.

Brzina svjetlosti je konstanta fizikalna veličina koja u vakuumu iznosi 300 000 kilometara u sekundi. Kada prolazi kroz neki medij, poput stakla ili vode, svjetlost malo usporava, ali se po izlasku iz medija vraća u prvotno stanje.

Dvije i pol godine istraživanja, predvođenog od strane Jacquiline Romero i Daniela Giovannini s Glasgow sveučilišta, pokazalo je da baš i nije (uvijek) tako.

U izgrađenom 'trkalištu' fotona, istraživači su poslali dva fotona da se utrkuju. Jedan je putovao bez prepreka na putu, dok je drugi morao proći kroz spomenutu masku, koja mu je promijenila oblik i usporila ga.

"Nakon prolaza (jednog fotona) kroz masku, fotoni su započeli utrku dugu jedan metar. Ono što smo mi mjerili jest vrijeme potrebno da oba fotona stignu na cilj", objasnio je postupak profesor Romero.

Ako bi brzina ovih fotona bila jednaka, oba bi stigla na cilj u istom vremenu. No to se nije dogodilo. Foton koji je prošao kroz masku u istom je vremenu prevalio nekoliko milijuntih dijelova metra manje. Iako mala, ova je razlika dokaz da je maska ne samo usporila svjetlost tijekom prolaza kroz istu, već je uspjela postići da se ta brzina zadrži i nakon što se svjetlost vratila u prazan prostor.

Ideja pokusa dolazi od profesora Daniele Faccio s Heriot-Watt sveučilišta i profesora Miles Padgett sa sveučilišta u Glasgowu. Prema riječima profesora Padgetta, ovaj je fenomen moguć zahvaljujući računalom kontroliranim svojstvima tekućih kristala maske.

"Mi smo pokazali kako je 'oblikovanje' svjetlosne zrake tijekom prolaza kroz masku uzrok ovog usporavanja. No ova promjena zadržala se i nakon što svjetlost napustila masku."

Posebna maska uzrok je ovog fenomena, no on je u prvom redu uopće moguć zahvaljujući dvojnoj prirodi fotona. Foton se, naime, ponaša i kao čestica i kao val. Iz tog je razloga fotone moguće poslati u utrku kao čestice, a potom jednog od njih mijenjati kao da je val.

Radi boljeg razumijevanja, korisno je povući paralelu s biciklističkom utrkom. Iako cijela skupina (svjetlost) biciklista koja se drži zajedno putuje istom brzinom, pojedini biciklisti unutar skupine (fotoni) mogu se kretati brže ili sporije.

" Ono što naš pokus čini drugačiji i ono što je dalo jasniju sliku jest da smo, umjesto da promatramo svjetlost, koja sadrži mnoštvo fotona, mi promatrali jedan jedini foton. Mjerenjem brzine tog jednog foton uvidjeli smo da se on zapravo giba brzinom manjom od brzine svjetla," rekao je profesor Padgett.

S obzirom na to da je ovo tek prvo istraživanje koje je dalo navedene rezultate, teško je vjerovati da će u ovom trenutku imati bilo kakve značajne praktične implikacije. Kako kaže profesor Giovannini, "fizika je u ovom trenutku više teorijske nego praktične prirode."

Izvor: BBC

Podijeli.