Πιό γρήγορα από το φως; Η ταχύτητα του φωτός υπό αμφισβήτηση

Από το Sunday Times, Nature και το in.gr

Πρίνστον: Επιστήμονες από τις ΗΠΑ πιστεύουν ότι κατέρριψαν σε πειράματά τους μία από τις βασικές θεωρίες της μοντέρνας Φυσικής, τη θεμελιώδη αρχή ότι η ταχύτητα του φωτός είναι η μέγιστη δυνατή ταχύτητα στη Φύση!

Ο καθηγητής Dr Lijun Wang, από το ερευνητικό κέντρο NEC στο Πανεπιστήμιο Πρίνστον πιστεύει ότι κατάφερε σε πειράματα να μεταδώσει έναν παλμό φωτός με ταχύτητα 300 φορές μεγαλύτερη από την κανονική ταχύτητα του φωτός μέσα από ένα θάλαμο γεμάτο με αέριο καίσιο! Η ταχύτητα αυτή είναι πραγματικά απίστευτη, εάν σκεφτεί κανείς ότι η κανονική ταχύτητα του φωτός είναι 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο στο κενό.

Σύμφωνα με μία ερμηνεία, εάν οι μετρήσεις αυτές είναι σωστές, το φως θα φτάσει στον προορισμό του, πριν ξεκινήσει καν το ταξίδι του! Η ερμηνεία αυτή συνεπάγεται με τη σειρά της ότι καταρρίπτεται η αρχή της αιτιότητας στη Φύση.

Οι μετρήσεις του καθηγητή Dr Lijun Wang στηρίζονται σε ένα κβαντικό φαινόμενο, σύμφωνα με το οποίο ο παλμός του φωτός μπορεί να βρίσκεται σε δύο διαφορετικά σημεία ταυτόχρονα.

Ανάλογα πειράματα έχουν γίνει και στο παρελθόν, αλλά η επιστημονική κοινότητα έθεσε πάντα υπό αμφισβήτηση τη σημασία των αποτελεσμάτων των πειραμάτων. Οι περισσότεροι φυσικοί εκτιμούν ότι εάν το φως πραγματικά ταξιδεύει με μεγαλύτερη ταχύτητα από αυτή που θεωρείται έως τώρα δυνατή, τότε θα μπορούσαν να μεταφερθούν πληροφορίες στο μέλλον, με αποτέλεσμα να διαταραχτεί κάθε έννοια φυσικής ακολουθίας, σύμφωνα με τους φυσικούς νόμους που γνωρίζουμε.

Επίσης, η Θεωρία της Σχετικότητας θα έχανε την ισχύ της, ακριβώς επειδή στηρίζεται στην αρχή ότι η καταμετρημένη ταχύτητα του φωτός δεν μπορεί να ξεπεραστεί.

Τα αποτελέσματα των μετρήσεων του Wang θα δημοσιευτούν σύντομα στο διεθνούς ακτινοβολίας επιστημονικό περιοδικό Νature. Ωστόσο, ο Wang με δήλωσή του στη Sunday Times την Κυριακή, επέμεινε ότι τα πειράματά του σημαίνουν ότι το φως ταξιδεύει μέσα από τη διάταξη που κατασκεύασε με μεγαλύτερη ταχύτητα από την κανονική.

Παλιά πειράματα και νέες ερμηνείες

Και άλλα πειράματα έχουν δημιουργήσει παλαιότερα βάσιμες υποψίες ότι το φως μπορεί να κινηθεί με μεγαλύτερη ταχύτητα από την κοινώς παραδεκτή, αλλά μπόρεσαν να ερμηνευτούν με συμβατικούς τρόπους, διασώζοντας έτσι την ισχύ των επιστημονικών νόμων.

Ο Dr Raymond Chiao, καθηγητής της Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της California στο Berkeley, πού είναι γνώστης της εργασίας του Wang,είπε ότι είναι εντυπωσιασμένος με τα ευρήματα. "Είναι ένα γοητευτικό πείραμα" είπε.

Στην Ιταλία, ένα άλλο group φυσικών έχει επιτύχει να σπάσει το φράγμα της ταχύτητας του φωτός. Σε νεώτερες ανακοινώσεις τους, φυσικοί στο Italian National Research Council περιγράφουν πως αυτοί διέδωσαν μικροκύματα με ταχύτητα 25% πάνω από την ταχύτητα του φωτός. Η ομάδα θεωρεί πως είναι δυνατόν να ταξιδεύσει πληροφορία πιό γρήγορα από το φώς.

Σύμφωνα με μία εναλλακτική ερμηνεία από τον καθηγητή Dr Guenter Nimtz του Πανεπιστημίου της Κολονίας δεν αποκλείεται πληροφορίες να μεταδοθούν πιο γρήγορα από την κανονική ταχύτητα του φωτός, αλλά θα χρειαστεί κάποιος χρόνος για να αποκωδικοποιηθούν οι πληροφορίες στον τόπο που θα καταφτάσουν. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ο συνολικός χρόνος μετάδοσης να είναι ο ίδιος, όπως όταν το φως ταξιδεύει με την κανονική του ταχύτητα και έτσι δεν παραβιάζεται η αρχή της αιτιότητας.

Εάν αυτή η ερμηνεία είναι σωστή, τότε δεν είναι μεν δυνατό να γίνουν ταξίδια στο χρόνο, αλλά το φαινόμενο θα μπορούσε ίσως να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία κυκλωμάτων υπολογιστών, στα οποία τα σήματα ταξιδεύουν ταχύτερα από ό,τι σήμερα.

Πάντως, τα πειράματα του Wang δείχνουν για μία ακόμα φορά ότι ο κόσμος των κβαντικών κυρίως φαινομένων κρύβει εκπλήξεις και μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη δημιουργίας νέων και επαναστατικών φυσικών αρχών για την εξήγηση των φαινομένων του μικροσκοπικού επιπέδου.

Στον κόσμο των κβάντων ισχύει, για παράδειγμα, το παράδοξο που είναι γνωστό ως κβαντική σήραγγα. Σύμφωνα με αυτό το φαινόμενο, ένα φωτόνιο μπορεί να μεταπηδήσει από ένα σημείο του χώρου σε ένα άλλο, σε φαινομενικά μηδενικό χρόνο.

Το φαινόμενο της κβαντικής σήραγγας δεν ανήκει στο χώρο της επιστημονικής φαντασίας, αλλά αντίθετα χρησιμοποιείται πρακτικά στη δημιουργία ενός ειδικού τύπου ηλεκτρονικού μικροσκοπίου.

Δείτε και την σελίδα του Πανεπιστημίου Princeton
Δείτε και την σελίδα του περιοδικού Nature 30-5-2000