Dies ist keine weitere Frage über Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit oder superluminale Kommunikation. Ich schätze die Geschwindigkeitsbegrenzung, die durch physikalische Gesetze (oder Theorien) begrenzt ist, sehr.
Nur neugierig, da es keine Begrenzung für die Phasengeschwindigkeit gibt, gibt es eine Möglichkeit, eine Welle mit steuerbarer Phasengeschwindigkeit zu erzeugen, die höher als die Lichtgeschwindigkeit ist?
Ja. Die Phasengeschwindigkeit Licht in einem Medium ist gleich , Wo die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und n der Brechungsindex des Materials ist. Der Index ist normalerweise größer als 1, also passiert das normalerweise nicht; aber gelegentlich ist es für bestimmte Lichtfrequenzen kleiner ( Wikipedia gibt Beispiele für Röntgenstrahlen und Frequenzen in der Nähe von Absorptionsresonanzen), was eine Phasengeschwindigkeit größer als ergibt .
Es ist möglich, den Brechungsindex eines Materials zu ändern: siehe zum Beispiel den Pockels-Effekt und den Kerr-Effekt . Ich weiß nicht, ob dies bedeutet, dass es tatsächlich möglich wäre, ein Material mit einem "Phasengeschwindigkeitsregler" zu erstellen, wie im Kommentar unten vorgeschlagen.
Die Phasengeschwindigkeit des Lichts in einem vollständig ionisierten Plasma ist strikt superluminal; siehe Gleichung 1156 von Fitzpatrick . Wie alle Medien, in denen die Lichtgeschwindigkeit nicht ist , Plasmen sind dispersiv , aber die Phasengeschwindigkeit ist über eine große Bandbreite (ab der Plasmafrequenz aufwärts) immer noch superluminal.
Die Phasengeschwindigkeit kann durch Einstellen der Dichte des Plasmas eingestellt werden. Meine alte Gruppe nutzte diesen dicht abgestimmten Brechungsindex, um transiente Mikrooptiken aus Plasma herzustellen.
Die bekanntesten Schemata zur Manipulation der Lichtgeschwindigkeit, um „langsames Licht“ zu erzeugen, verwenden Quantenphänomene wie elektromagnetisch induzierte Transparenz, um den Brechungsindex zu manipulieren. Die "Langsamlicht"-Effekte kommen nicht von einem großen Index, sondern von einer steilen Steigung des Index als Funktion der Frequenz. Diese erzeugen sie, indem sie das Medium mit zusätzlichem Licht beaufschlagen, sodass die Kombination der beiden Lichtfelder die Atome im Medium in eine bestimmte Quantenüberlagerung versetzt. Die genaue Endgeschwindigkeit kann durch geeignete Wahl der Eigenschaften des Pumpfeldes eingestellt werden.
„Schnelllicht“-Experimente können auf ähnliche Weise funktionieren – zum Beispiel verwendet diese Arbeit über superluminale Pulsausbreitung ( Arxiv-Version ) einen Cäsiumdampf, der in einen bestimmten Zustand gepumpt wird, als Medium, durch das sich der Puls schneller als mit normaler Lichtgeschwindigkeit ausbreitet . Die resultierende Geschwindigkeit hängt von den Parametern des Lasers ab, der verwendet wird, um den Dampf anzuregen, und kann somit durch Variieren dieser Parameter eingestellt werden.
Diese Experimente befassen sich im Allgemeinen eher mit der Gruppengeschwindigkeit als mit der Phasengeschwindigkeit, da dies das ist, was Sie in einem Experiment messen können. Ich bin mir nicht sicher, ob dies diese als Antworten auf Ihre Frage ungültig macht, aber das fällt mir zum Thema Variieren der Lichtgeschwindigkeit ein.
Gordon