Téměř každý je vychován s vědomím, že rychlost světla ve vakuu má absolutní hodnotu 299 792 kilometrů (186 282 mil) za sekundu. Tuto rychlost nemůže překročit ani jediný foton, ale nedávné studie ukazují, že přinejmenším fotony se mohou za určitých okolností chovat netradičně.
Tento objev učinili laseroví vědci z Lawrence Livermore National Laboratory v Kalifornii a Rochesterské univerzity v New Yorku, což umožňuje nové možnosti rozvoje laserových technologií a fyziky plazmatu.
Jak skupinová rychlost řídí rychlost světla za různých podmínek
Výzkumný tým se zabýval kontrolou skupinové rychlosti světelných pulzů – jinými slovy rychlosti, kterou se světelná energie pohybuje materiálem. Skupinová rychlost však nemusí mít pevnou hodnotu, protože fotony se pohybují konstantní rychlostí, aby byl obraz klasicky věrohodný.
Přesto tato rychlost závisí na určitých elektromagnetických faktorech místního okolí. Jinými slovy, aby vědci přidali nebo ubrali rozptyl skupinové rychlosti, vystavili světelným pulzům horké plazma, tvořené nabitými částicemi, jako jsou ionty vodíku a helia.
Související článek
Tento krok odstraní elektrony z těchto iontů tím, že změní elektromagnetickou povahu polí v Plazmě. Taková manipulace umožnila výzkumníkům řídit rychlost světelných pulzů a získat výsledky od jedné desetiny rychlosti světla ve vakuu až po rychlosti vyšší než 30 procent. Jak je vidět, toto zrychlení je více než působivé, přesto je však nutné si uvědomit, že každý z fotonů má i nadále určitou rychlost.
Studium těchto efektů rozšiřuje znalosti fyziky plazmatu a klade další požadavky na stávající modely. Poznatky o hmotě také pomáhají vysvětlit interakci mezi světlem a nabitými částicemi a posouvají znalosti elektromagnetismu na novou úroveň.
Nové možnosti díky plazmatu
Výsledky tohoto výzkumu se neomezují striktně pouze na teoretickou fyziku; nabízejí velký potenciál pro laserovou technologii. Standardní pevnolátkové lasery mají tendenci se při vyšších energetických úrovních poškozovat, což snižuje jejich účinnost. Použití proudů plazmatu k zesílení světla a úpravě vlastností laserového světla činí lasery účinnějšími a méně náchylnými k poškození.
Tato schopnost má zásadní význam v urychlovačích, kde jsou pro experimenty a aplikace zapotřebí lasery s vysokou hustotou výkonu. Kromě toho jsou účinné lasery nezbytné pro rozvoj čisté fúze, která má potenciál nabídnout revoluční energetická řešení. Další studium optických vlastností plazmatu může připravit půdu pro nové technologie, které mohou změnit současný stav tvorby energie, vědeckého výzkumu, a dokonce i zdravotnictví.
Co to znamená pro budoucnost
Znamená to, že pochopíme, že věda není statická a že žádná odpověď není konečná. I když tento průlom neznamená, že můžeme začít kopat warpovou rychlostí nebo jít proti fyzikálním zákonům, ukazuje, že věda není stagnující proces.
Každý objev otevírá další vrstvy při vysvětlování složitých jevů a může vytvořit základ pro různé technologie, o kterých si lidé mohou nechat jen zdát. Vztahy mezi světlem, plazmou a elektromagnetickým polem je třeba ještě podrobněji prozkoumat, což by mohla být důležitá oblast pro budoucí vývoj.
Jinými slovy, práce lidí z Lawrence Livermore National Laboratory a Rochesterské univerzity posouvá využití vlastností světla novým a fascinujícím způsobem kupředu. Laserová technologie by se mohla o tyto poznatky opřít v okamžiku, kdy budou vědci pokračovat v experimentech se světlem v různých stavech hmoty.
Přestože tedy stále považujeme rychlost světla za něco, co pevně patří do oblasti science fiction, objev způsobů manipulace se světlem v prostředí plazmatu dokazuje, jak mnoho toho ještě zbývá objevit v oblasti vědy.