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颠覆爱因斯坦理论?科学家降低真空光速

2015年01月28日 15:42 来源:重庆晚报  参与互动()

  颠覆爱因斯坦理论?

  科学家降低真空光速

  根据爱因斯坦的相对论,在任何参照系中,光在真空中的传播速度都是一个常数。最近,科学家成功让光在自由空间(完美真空)中的速度降了下来。

  英国格拉斯哥大学和赫瑞瓦特大学的研究人员进行了一项实验。在实验中,科学家安装了一个特殊隔层,单个光子在通过这一装置时,形态会发生改变,且速度出现了下降。

  奇妙的是,在通过这一特殊隔层之后,即便重新回到自由空间,光子仍会以较低的速度前行。这一实验说明,光的构造可能比人类知道的更为复杂。

  根据爱因斯坦的理论,光在自由空间中的速度约合每秒30万公里。在经过水、玻璃等介质时,光速会出现下降,但只要再次返回自由空间,光速就会回归正常。

  研究人员称,降低光速的方法可以被用于更多的物理学实验中,人类或能解开更多的自然界之谜。

  改变形状光子更慢

  该研究团队将一道含有许多光子的光束比作一队自行车手,其中车手们轮流骑在队伍最前方。这样一来,尽管车队是作为一个整体在路上前进的,但单个车手的速度在位置改变时就会发生变化。因此,人们很难为所有车手定下一个统一的速度。同样的原理也适用于光子。一道光线脉冲中含有许多光子,而科学家们知道,光线脉冲中的每个光子速度大不相同。

  该研究团队的实验被设置为定时赛形式,实验中同时释放两个光子,让它们穿过一段相当长的距离,奔向终点线。研究人员发现,其中一个光子按预期时间到达了终点,被改变了形状的光子则要到达得晚一些,说明它在自由空间中的前进速度更慢了。

  传播距离为3.3英尺(1米)时,研究团队发现减慢的速度达到了20个波长,这远远超过了测量精度,说明该结果并非试验误差。

  只适用于短距离传播

  丹尼尔·吉尔凡尼尼是该研究报告的主要作者之一,他表示:“改造后的光束减慢的速度很不起眼,前进了一米之后,它仅仅慢了几微米,但它仍然非常重要。”他还说,“我们测量了两种不同的光束,都得到了类似的结果。”

  另一位主要作者杰奎琳·罗梅罗说道:“研究成果清晰地显示,即使是在空气或真空中传播时,光速也可以低于通常认为的299792458米/秒。”

  科学家还称:“虽然我们测量的只是单个光子,但这一结果也同样适用于一束光。用来制造光束的透镜越大,传播距离越短,效果就越明显,说明这一效应只适用于短距离传播。”

  光速减慢

  物理课本改写

  光速减慢了,能用在哪些领域呢?能给我们的生活带来哪些改变?

  1声波减速 首先,科学家希望这一结果能运用到任何波动说当中去。这样一来,就可以在其他波中制造类似的减速效果了,比如说声波。

  2精确测量 人们通常利用光线进行精确测量,如月球和地球的距离等,但利用大口径透镜精确测量短距离的研究人员,必须仔细观看放缓速度的光子。

  3光存储 假设光速能无限减慢,甚至停止,就能将光储存起来,对生活作出重大改变。

  4物理课本改写 这一研究结果让人们得以用一种全新的方式思考光的特性,课本上关于光的内容可能会作出某些调整。

  人类让光

  停止传播

  60秒

  2013年,来自德国达姆施塔特大学的研究人员成功将光困在晶体中长达60秒,该技术是实现并提高量子通信技术的关键一步。

  哈佛大学的科学家们此前已经成功将光限速,并再次恢复光的速度,但哈佛的实验只将光速限制在千分之一秒内,光速被限制后仅为48公里每小时。

【编辑:唐云云】

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