У січні 2010 року Наталя Боржемська (Natalia Borjemscaia) з Об'єднаного
квантового інституту та її колеги описали в журналі Optics Express
результати вивчення поширення світла крізь тонкі шари діелектричних
матеріалів, що мають різні показники заломлення.
Група Боржемської виявила, що
деякі фотони, які зуміли "пробратися" крізь 30 80-нанометрових шарів
діелектрика, проходили крізь цю пачку приблизно за 12 фемтосекунд. При
цьому додавання ще одного діелектричного шару з низьким коефіцієнтом
заломлення збільшувало час на проходження майже на 4 фемтосекунди (хоча
якби це залежало лише від товщини шару і коефіцієнта заломлення, це
значення складало б не більше 0,6 фемтосекунди).
Проте коли до "пачки"
завтовшки 2,6 мікрона додали шар з високим коефіцієнтом заломлення,
фотони почали пролітати через цей шар на 5,3 фемтосекунди швидше. З
цього виходило, що окремі фотони мали надсвітову швидкість.
Автори роботи відзначали, що в
цьому випадку не йдеться про порушення спеціальної теорії відносності
Ейнштейна - фотони, що "вискакують" раніше часу, виникали в результаті
взаємодії світлових імпульсів в шарах діелектриків, і якби вдалося
зловити саме ті фотони, які увійшли з іншого боку, то вони прийшли б
"вчасно".
Дослідники з Гонконгу вперше
виміряли швидкість так званих оптичних прекурсорів одиничного фотона -
хвиль, що виникають перед світловими імпульсами. До цих пір нікому не
вдавалося зафіксувати прекурсори одиничного фотона.
В експерименті фізики
генерували два одиничні фотони, які потім пропускали крізь групу
охолоджених лазером атомів рубідія, внаслідок чого їм удалося
зафіксувати прекурсори. Потім вчені встановили, що швидкість
прекурсорів не перевищила швидкість світла у вакуумі, довівши таким
чином непорушність теорії відносності.
Таким чином їм удалося
показати, що навіть для одиничного фотона зберігається обмеження
швидкості в 300 тисяч кілометрів на секунду. Раніше дані про те, що
існує середовище з "надсвітовими" властивостями породили надії, що
фотони можуть переміщатися з надсвітовою швидкістю і порушувати тим
самим закон причиннності, що означає теоретично можливість подорожей у
часі.
Проте тепер виміри фізиків з Гонконгу закрили цю теоретичну "лазівку".
|