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瑞士科研小組宣布能使光停止 超光速其實很簡單

 2005-08-23 04:55 桌面版 简体 打賞 0
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繼5年前中國旅美科學家王力軍及其同事在實驗室中成功使激光脈衝群速度超越光速之後,瑞士洛桑科技學院研究小組近日宣布,他們採用新技術,運用簡單設備就能降低或提高光的運動速度,甚至使光停止。這項研究成果將發表在22日出版的《應用物理通訊》雜誌上。

現成光纖即可降低光速

瑞士研究人員說,他們通過現成的光纖就可以降低光速,而不用像以往試驗那樣必須依靠低溫氣體或結晶固體等特殊媒介。

研究項目負責人呂克.特沃那茲說:「作為一種簡單、費用低廉而且能控制任意波長(光)的技術,這有著巨大的優勢。」

瑞士科學家認為,他們的研究將對無線電通訊事業產生重大影響。目前,雖然信息可以通過光纖傳遞,但其實際傳播速度卻難以達到每秒30萬公里的光速。因為以現有技術,光信號在生效前必須轉為速度低得多的電子信號。而瑞士科學家採用的新技術可以使信息傳播中省去電子信號轉換這一步驟,令信息真正能以光速傳遞。

光自身能打破速度極限

《自然》雜誌5年前曾經登載過一篇引發廣泛爭議的試驗報告。美國日本電氣公司(NEC)普林斯頓研究所科學家王力軍等人當時在報告中宣布,他們已經在實驗中突破了光速。

在愛因斯坦的狹義相對論中,沒有物體或信息的運動速度可以比光在真空中的運動速度更快。但王力軍說,根據測算,在試驗中,光束在銫原子氣室中的運動速度達到了光速的310倍左右。

美國加利福尼亞大學伯克利分校的趙雷蒙認為,那次試驗最為驚人之處在於,它顯示光自身也能打破每秒30萬公里的速度極限。

研究成果不違反狹義相對論

不過,王力軍說,他們的研究成果並不違反狹義相對論「物體運動速度不能大於真空光速」的基本原則,也不違反因果律,即事件的原因必須在其結果之前發生。

王力軍等在研究中採用了一種新方法,使一束持續時間為3.7微秒的激光脈衝穿過一個長6厘米的銫原子氣室。強烈的反常色散使得脈衝波峰彷彿在進入氣室之前62納秒就已離開氣室,測算結果表明,這一激光脈衝在銫原子氣中的群速度達到了光速的310倍左右。

雖然觀察到的激光脈衝波峰速度超過光速,但這並不意味著實現了信號的超光速傳播。光波是有長度的,只有波頭的傳播速度才可以算作是信號的傳播速度,但波頭的速度是始終超不過光速的,因而與狹義相對論是吻合的。

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