A fénynél is gyorsabban száguld egy részecske, anélkül, hogy áthágná a fizika szabályait
2021 / 06 / 04 / Bobák Zsófia
A fénynél is gyorsabban száguld egy részecske, anélkül, hogy áthágná a fizika szabályait
Az már korábban bebizonyosodott, hogy a fotonok sebessége látszólag eltérhet a fénysebességtől, ha nem vákuumban utaznak, most megfigyelték a kutatók, hogy plazmában hogyan zajlik a jelenség.

Már egy évszázada, Einstein felfedezése óta tudjuk, hogy a fény kvantált, vagyis a szemünk számára láthatatlan egységekben érkezik és ezeknek az egységeknek, a fotonoknak a sebessége vákuumban 299 792 458 m/s. Ez a fénysebesség, amellyel vagy amelynél gyorsabban semmilyen tömeggel rendelkező test vagy részecske nem haladhat (a fotonoknak nincs tömege). Ez a törvény szab gátat, többek között, azoknak az elképzeléseknek, miszerint az emberiség egyszer majd multiplanetáris fajjá változva benépesíti az egész univerzumot, vagy legalábbis olyan távoli helyeket is saját szemével láthat, amelyeket egyelőre csak elképzelni tudunk. Az űrutazás, hacsak nem sikerülne valamilyen módon mégis ledönteni ezeket a korlátokat, esetleg, a legnépszerűbb teóriát megvalósítva egy féreglyuk által kiskaput találni a távoli terek között, egyszerűen túl sok időt vesz igénybe ahhoz, hogy igazán messzire jusson az ember az Univerzumban.

Eddig a legközelebb a fénysebességhez azok a protonok, valamint elektronok és pozitronok kerültek, amelyeket a Nagy Hadronütköztetőben gyorsítottak a kutatók hihetetlen nagy sebességre: a protonok 299,792,455 m/s-al, az elektronok és pozitronok némelyike pedig 299,792,457.9964 m/s-mal száguldott a berendezésben Ethan Siegel asztrofizikus leírása szerint, vagyis rendkívül közel kerültek a fénysebességhez, de átlépniük nem sikerült. A megfigyelések szerint azonban a törvény csak vákuumban és az űr végtelen terében érvényes, amint belép a fény valamilyen közegbe, a látszólagos sebessége megváltozik. Ez azért lehetséges, mert a fotonokat körülvevő anyag töltéssel rendelkező építőelemei interakcióba lépnek a fotonokkal és a polarizáló elektromágneses hatás eltéríti a fény hullámtermészetű, oszcillációra képes részecskéit. A fény tehát nem változik, ő változtatja meg az anyagot, amelyen keresztülhalad.

Ezt a jelenséget kihasználva a fizikusok már korábban is bebizonyították, hogy lehetséges lelassítani vagy éppen felgyorsítani a fotonokat, de most az is kiderült, hogy ez lézerek segítségével kialakított plazmában pontosan hogyan is történik. A Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium Jupiter Lézer Létesítményében a kutatók hidrogénből és héliumból plazmát, vagyis ionizált gáz állítottak elő erőteljes lézersugárral, majd ezt egy másik sugárral keresztezték. Azon a ponton, ahol a két sugár találkozott, a második lelassult a plazma refraktív tulajdonságainak változása miatt. Miután összehangolták és megmérték a két sugár frekvenciájának különbségét, már azt is látták, hogy pontosan milyen mértékű a változás és felfedezték, hogy nem csak a fénysebességnél lassabb, hanem gyorsabb haladásra is képesek motiválni a lézerimpulzusokat.

A kísérlet különlegessége, hogy ezúttal nem csak megfigyelni sikerült az indukált változást, hanem minden eddiginél alaposabban tudták finomhangolni a refraktív index módosulását, és így olyan közeli megfigyeléseket tettek, amire eddig a plazmát közvetítő közegként használva, még nem volt lehetőség. Az eredményeket a jövőben a lézeres kísérletek és a fúziós folyamatok jobb megértésére és irányítására is felhasználhatják a kutatók. Ahogy Clément Goyon, a kutatás vezetője elmondta a Lawrence Livermore közleményében:

"Megjósolni és az előnyünkre használni a plazma tulajdonságait kritikus fontosságú a nagy energiájú lézeres kísérletekben és a nagy energiájú sűrűséggel foglalkozó fizikában és a tehetetlenségi fúzióban."

(Fotó: Flickr/djandywdotcom, Pixabay)

További cikkek a témában:

Lehetséges működő térhajtóművet építeni egy új tanulmány szerint A fénysebességnél gyorsabb utazás negatív energia felhasználása nélkül is megvalósítható lehet az einsteini fizikai törvények keretei között.
Az ember, aki betette a fejét egy részecskegyorsítóba, és túlélte Anatolij Bugorszkij olyan villanást látott, ami "fényesebb volt ezer napnál". Abban a pillanatban biztos volt benne, hogy meg fog halni.
Másodpercenként 1 billió felvételt készít átlátszó objektumokról az ultragyors kamera Két éve sincs, hogy elkészült a világ leggyorsabb kamerája, de már meg is érkezett az újabb szenzáció, ami még a számunkra láthatatlan dolgokat is lencsevégre kapja.


Kövesd a Rakétát a Facebookon is!
Kövess, üzenj, kommentelj a Rakéta Facebook oldalán!
Ismerd meg a ROADSTER magazint!
AUTÓK - DESIGN - GASZTRO - KULT - UTAZÁS - TECH // Ha szereted a minőséget az életed minden területén, páratlan élmény lesz!
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.