Gibt es eine Möglichkeit, die Lichtgeschwindigkeit selbst zu erhöhen?

Wenn Licht in Materialien eindringt, verlangsamt es sich aufgrund seines Brechungsindex (aufgrund der Absorption und Reemission von Photonen).

Aber gibt es eine Möglichkeit, die Lichtgeschwindigkeit selbst zu erhöhen? Kann es ein Material geben, das die Lichtgeschwindigkeit eher erhöht als verringert?

Nö. Dadurch könnten Informationen schneller als Licht übertragen werden. Wir wissen bereits, dass das nicht möglich ist.
@Brandon Enright. Wenn wir glauben, dass Licht aus Photonen besteht, können wir uns dann nicht vorstellen, Photonen (von Lasern) mit irgendwelchen Instrumenten zu beschleunigen, so wie Ladungen in Linearbeschleunigern beschleunigt werden?

Antworten (3)

Ja, die Lichtgeschwindigkeit kann überschreiten C , aber dies ist eine etwas technische Situation und stellt keine Verletzung der Relativitätstheorie dar.

Wie Sie sagen, ist die Änderung der Lichtgeschwindigkeit in einem Material auf eine Wechselwirkung von Licht mit den Elektronen in diesem Material zurückzuführen. Wenn Sie weit entfernt von elektronischen Übergängen sind, ist die Wechselwirkung relativ gering, aber wenn die Energie des Lichts mit einem elektronischen Übergang im Material übereinstimmt, ändert sich der Brechungsindex schnell und kann sogar negativ werden.

Der Grund dafür ist, dass Licht in den meisten Materialien zwei Geschwindigkeiten hat, die Phasengeschwindigkeit und die Gruppengeschwindigkeit . Es ist die Gruppengeschwindigkeit, die wir normalerweise als Lichtgeschwindigkeit betrachten, weil die Gruppengeschwindigkeit normalerweise die Geschwindigkeit ist, mit der Informationen übertragen werden können, und Informationen können nicht schneller als Licht übertragen werden. Die Gruppengeschwindigkeit ist gegeben durch:

v G = C N − λ D N D λ

In der Nähe eines elektronischen Übergangs D N / D λ ändert das Vorzeichen, in diesem Fall ist es möglich, z v G überschreitet C . Dies wird als anomale Dispersion bezeichnet . Aber unter diesen Umständen stimmt das nicht mehr v G ist die Geschwindigkeit, mit der Informationen übertragen werden, sodass keine Verletzung der Relativitätstheorie vorliegt.

In diesem Artikel von Nature finden Sie einige schöne Diagramme der Brechungsindexänderung und weitere Hintergrundinformationen.

Der Artikel aus der Natur macht deutlich, dass ihr Experiment Informationen nicht schneller übermittelt als C aber es lässt die Tür offen für die Möglichkeit. Aus meiner Sicht als Laie würde ich die Wellentricks und dergleichen ignorieren und sagen: "Die Geschwindigkeit eines Lichtimpulses ist die Geschwindigkeit der von diesem Impuls transportierten Informationen", was die Wellentricks und die Vorderkante des zu ignorieren scheint Welle. Gute Antwort, +1
Brillouin und Sommerfeld haben einige Arbeiten über die Signalgeschwindigkeit in Material durchgeführt. Einer von ihnen konnte zeigen, dass die Signalgeschwindigkeit nicht größer sein kann als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, aber dass die genaue Signalgeschwindigkeit etwas schwierig zu definieren ist.

Möglicherweise im leicht negativen Energiebereich eines Casimir-Spiegelpaars . Der Effekt ist jedoch sehr gering

Möglicherweise möglich, wenn die Wechselwirkung von Licht mit starker elektromagnetischer Kraft erfolgt

Denken Sie nur darüber nach

Gibt es eine Möglichkeit, die Lichtgeschwindigkeit selbst zu erhöhen?
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