Kulkeeko valo aina samalla nopeudella?

Valon nopeus tyhjiössä on 299,792,458 670,615,343 XNUMX metriä sekunnissa tai XNUMX XNUMX XNUMX mailia tunnissa. Tätä edustaa muuttuja c, joka tarkoittaa latinalaisia ​​celeritas, joka tarkoittaa nopeutta. Fyysikot ovat yksimielisiä siitä, että yleisen suhteellisuusteorian, Einsteinin vallitsevan fysiikan teorian, hyväksyminen edellyttää valon nopeuden hyväksymistä tyhjiössä vakiona. Siksi mitä tahansa kokeilua, jonka mukaan valon nopeus tyhjiössä muuttuu ajan mittaan, suhtaudutaan fysiikkayhteisöön suurella epäilyllä.

On kuitenkin laajalti tiedossa, että valon nopeus on vaihteleva, kun se ei liiku tyhjiössä. Valon nopeuden suhdetta tietyn väliaineen läpi ja tyhjiön läpi kutsutaan välineen taitekerroimeksi tai optiseksi tiheydeksi. Joillakin medioilla on niin korkea taitekerroin, että ne voivat hidastaa valoa kävelynopeuteen tai jopa pysäyttää sen tilapäisesti.

Esimerkiksi valon nopeus ilman läpi on hyvin lähellä nopeutta tyhjiössä. Läpinäkyvän materiaalin tiheydestä riippuen se voi hidastaa valoa enemmän tai vähemmän. Vesi ja lasi voivat hidastaa sen 3/4 ja 2/3 c: stä. Eri aallonpituudet kulkevat myös eri nopeuksilla eri välineiden kautta. Esimerkiksi sininen valo kulkee eri nopeudella kuin punainen, kun se kulkee prisman läpi, jolloin ne erottuvat toisistaan ​​hajautumisprosessissa.

Todellisuudessa valon nopeus ei koskaan hidastu. Se vain viivästyy, kun fotonit imeytyvät ja lähettävät uudelleen välitilaan kuuluvat atomit. Kun valonsäde poistuu läpinäkyvästä aineesta tyhjiöön, se jatkaa kulkuaan samalla nopeudella kuin alun perin, ilman lisäenergiaa. Tämä osoittaa, että hidastuminen on vain harhaa.

Ainakin kaksi väliainetta kykenee hidastamaan valoa valtavasti: Einstein-Bosen kondensaatit ja kuuma rubidiumkaasu. Näitä molempia on käytetty valon pysäyttämiseen kokonaan. Tämä saavutettiin ensimmäisen kerran tilapäisesti vuonna 2001 tehdyissä kokeissa.