Wiele z tego, w jaki sposób rozumiemy budowę naszego wszechświata, zależy od stałych - fizycznych pomiarów, które opisują na przykład ładunek i masę elektronu. Ilości te stanowią podstawę podstawowych równań teoretycznych i nie ulegają zmianie. Tyle że naukowcy właśnie odkryli, że najsłynniejsza stała, prędkość światła, nie jest tak stała, jak nam się wydawało.
Kiedy światło przepływa przez szkło lub wodę, jest spowolnione. Ale naukowcy sądzili, że kiedy miga przez próżnię, utrzymuje się na niezmiennej prędkości 299 792 458 metrów na sekundę. Nowa praca, opublikowana na arXiv.org, pokazuje, że nie zawsze tak jest. Naukowcy zaobserwowali, że w zależności od struktury światła fotony, podstawowa jednostka światła, będą podróżować wolniej.
Naukowcy zasadniczo zderzyli się ze sobą fotonami o różnej strukturze. Światło jest często przedstawiane jako fala (choć cała cząstka / fala może stać się kręta), ale to tylko przybliżenie, pisze Andrew Grant dla Science News . Pomyśl o laserze, sugeruje - który konstruuje światło jako skoncentrowaną wiązkę w kształcie oka byka. Albo zastanów się, jak zachowuje się światło, gdy przechodzi przez soczewkę - może zbiegać się w jednym punkcie.
Tak więc struktura światła może się różnić i na tym polegał ten eksperyment. Grant pisze:
Naukowcy wyprodukowali pary fotonów i wysłali je różnymi drogami w kierunku detektora. Jeden foton przeszyty prosto przez światłowód. Drugi foton przeszedł przez parę urządzeń, które manipulowały strukturą światła, a następnie włączył je z powrotem. Gdyby struktura nie miała znaczenia, dwa fotony przybyłyby w tym samym czasie. Ale tak się nie stało. Pomiary wykazały, że światło strukturalne konsekwentnie docierało z opóźnieniem o kilka mikrometrów na metr przebytej odległości.
„To bardzo imponująca praca”, powiedział Robert Boyd, fizyk optyczny z University of Rochester, powiedział Science News . „Takie rzeczy są tak oczywiste, że zastanawiasz się, dlaczego nie pomyślałeś o tym wcześniej”.
Wcześniej dwie różne grupy badawcze wpadły na pomysł, że prędkość światła może się zmienić, przede wszystkim dlatego, że to, co uważamy za próżnię, nie jest tak naprawdę puste. Dyskutowali o możliwości, że przestrzeń jest tak naprawdę „wielką zupą wirtualnych cząstek, które mrugają i znikają w ułamku sekundy”, donosi Livescience. Mrugające cząsteczki utrudniają światło i powodują fluktuacje. Ale te dwa artykuły były teoretyczne. Nowy artykuł zawiera obserwacje wskazujące, że niektóre fotony zostały spowolnione.
Nie oznacza to, że całe nasze rozumienie wszechświata jest wyrzucone z rażenia. A przynajmniej nie jest to coś, co typowa osoba zauważy w życiu codziennym. Tylko fizycy pracujący nad konkretnymi problemami, takimi jak badanie bardzo krótkich impulsów świetlnych, musieliby zmienić to, co robią. Reszta z nas nadal może korzystać z wartości zapisanych w naszych podręcznikach. I nie martw się, nadal będziemy w stanie uzyskać zaskakująco dokładne pomiary prędkości światła w domu za pomocą kuchenki mikrofalowej i tabliczki czekolady.
