Физикам удалось безвозвратно замедлить скорость света

Ученые из двух шотландских университетов в Глазго и Хэрриота-Уатта, сообщили о наблюдении фотонов, которые перемещаются в вакууме со скоростью, меньшей чем скорость света. О результатах своих экспериментов ученые сообщили в журнале Science, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте New Scientist.

Скорость света в вакууме является фундаментальной физической постоянной и равна 299 792 458 метров в секунду. Однако скорость меньше, если свет распространяется в среде, внутри воды или стекла, но снова ускоряется при переходе в безвоздушное пространство. Новое исследование показало, что замедленные фотоны могут сохранять свою скорость.

В своей работе ученые измеряли скорость распространения света в вакууме. Как отмечают ученые, в такой среде векторы напряженности электрического и магнитного полей в плоской волне колеблются перпендикулярно друг другу и направлению распространения волны, а поверхность, до которой дошли колебания, является плоскостью.

В более сложных случаях ситуация меняется. Ученые это продемонстрировали на примере лучей Гаусса и Бесселя. Например, в первом случае распределение напряженности электрического поля в поперечном сечении приближенно описывается функцией Гаусса.

Физики следили за парой фотонов, полученных одновременно при помощи ультрафиолетового лазера. Один из них был обычным, а второй - таким, как в одном из лучей Гаусса или Бесселя. Оказалось, что расстояние в один метр второй фотон отстает на пару микрометров. Это означает, что его скорость меньше скорости света в вакууме примерно на одну тысячную процента.

По словам ученых, понятие инвариантности (неизменности или постоянности) скорости света применимо лишь для плоских волн. В случае, если волны имеют более сложную структуру, как продемонстрировали физики, возможны эффекты, понижающие скорость света.

Причины, по которым наблюдаемая скорость была меньше скорости света, ученые хоть и связали со структурой волны, конкретно так и не назвали. Но уверяют, что эффект может быть применим к любой волновой теории. Похожим способом можно замедлить, например, скорость распространения звуковых волн.