レーザーパルスの速度が真空中の光速を超える

物理学者は、冷たい原子ガス、屈折結晶、光ファイバーなどのさまざまな材料を使用して、光パルスの速度制限をいじって、光パルスを加速したり、ほとんど停滞するまで減速したりしてきました。

たとえば、2000 年に中国の科学者 Wang Lijun* は、米国プリンストンにある NEC の研究所で、セシウム原子ガスの超管腔パルスを達成しました。この繊細な実験を記録した論文は、Nature の表紙に選ばれました。

今回、カリフォルニアのローレンス・リバモア国立研究所とニューヨークのロチェスター大学の研究者は、プラズマ中の光波の速度を真空から光の速度まで微調整して、この目標を高温の荷電粒子の群れで達成しました。 10分の1から30%以上。

この種の超光速は完全に物理学の範囲内です。アインシュタインの特殊相対性理論は岩のように固い。ごめんなさい。

光子の速度は、絡み合った電場と磁場によってロックされます。このポイントをバイパスすることはできませんが、狭い周波数内のフォトン パルスも、規則的な波を作成する方法でプッシュされます。

光の波のグループ全体がリズミカルに上昇および下降し、グループ速度と呼ばれる速度で物を通過します。この「波の波」は、周囲の電磁条件に応じて減速または加速するように調整できます。

後で説明するベッセルビームの画像を使用するには、2つのレーザーが交差して交差点を形成し、レーザーが曲がると交差点が前進します。しかし、実際には、交差点はもちろん実在のオブジェクトではありません。

光の相互作用と外部磁場の影響により、交差点における非物質の移動速度は、光速を超える可能性があります。

しかし、明らかに、光速を超える速度で情報を伝達するために使用することはできません。なぜなら、光線の移動する交差を作成したい場合は、事前に 2 つの光線が必要だからです。ですから、情報を伝えたいのであれば、その前にある光を使ってください。

私の知る限り、超高輝度の光パルスまたは「波」は、光線の交差と本質的に同じです。王立軍によると、光線のほとんどの領域は互いに打ち消し合い、特定の領域で強化され、ベッセルビームの交差に似た「明るいスポット」を形成します。環境要因を使用して明るいスポットが形成される領域を制御すると、オブジェクトが光の中の光の速度よりも速く「移動」するという効果が得られますが、実際には、光の中を移動したい場合は、横になる必要があります。光路を事前に。

そして、光路を敷いた後も、光速を超える「波群速度」で情報を伝達しようとしても失敗する運命にある。パルスの形状は常に、量子トンネリングを使用して情報を送信しようとするような情報の歪みにつながるためです。

現在、レーザーを使用して水素とヘリウム イオンの流れから電子を取り除くことで、研究者は 2 番目の光源から送信される光パルスの群速度を変更し、ガスの比率を調整することで光の速度を制御し、パルスの形状を強制的に変化させることができます。 .

「全体的な影響は、プラズマ フィールドからの屈折と、それらを除去するために使用されるメイン レーザーの偏光によって引き起こされます。

理論上、この実験はプラズマの物理学を具体化するのに役立ち、現在のモデルの精度に新たな限界をもたらします。

実際には、これは、技術的なボトルネックを回避できるため、ゆっくりと発展している最先端のテクノロジーにとっては朗報です。

レーザー、特に強力なさまざまなレーザーが大きな勝者になります。昔ながらのレーザーは固体の光学材料に依存しているため、エネルギーが増えると損傷する傾向があります。プラズマ流を使用して光の特性を増幅または変更すると、この問題を回避できますが、それを最大限に活用するには、その電磁特性をモデル化する必要があります。

ローレンス リバモア国立研究所がプラズマの光学的性質の理解に熱心であることは偶然ではありません。ここには、世界で最も印象的なレーザー技術がいくつかあります。

ますます強力なレーザーは、まさに私たちが必要としているものであり、その用途は粒子加速器のアップグレードからクリーンな核融合技術の改善にまで及びます。