研究发现光速应被理解成一种极限并非恒定不变

http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2015-01-20

参考消息网1月19日报道外媒称，光并不总是以光速传播。一项新的实验揭示出，操控光脉冲的结构会减慢其传播速度，甚至在真空条件下也是如此。

据英国物理科学新闻网站1月17日报道，相关研究论文报告已在美国阿奇夫论文预印本网站上发布。这篇已被刊登的论文记述了从实验中得出的证据，即物理学领域里其中一个最重要的常数——光速应被理解成是一种极限，而不是光在真空中传播时恒定不变的速度。

纽约罗切斯特大学的光学物理学家罗伯特·博伊德说：“这项研究给人印象非常深刻。它其实显而易见，你会想知道自己最开始为何没有认识到这一点。”

英国格拉斯哥大学光学物理学家迈尔斯·帕吉特带领的研究团队展示出在不同情况下发射光子束高速传播所产生的结果。这些光子束除结构外其他性质都彼此相同。他们发现，结构光的传播速度总会慢一些。虽然人们在日常生活中和大部分技术应用领域都没有认识到这一点，但上述新研究凸显出有关光的行为的一种此前未得到重视的基本细微差别。

通常以字母c表示的真空光速是一个基本物理常数。它对物理学许多分支领域的研究尤其是爱因斯坦的相对论而言都至关重要。c的数值已被确定为每秒2.99792458亿米，这是光在真空中的传播速度。一般而言，如果光没有以这一速度进行传播，则是因为它正在通过某种材料。例如，光穿过玻璃或水的时候就会减速。

研究人员在实验中用光子发生器发射出几对光子束，使它们沿不同路径到达同一个探测器。在每对光子束中，一束光子通过光纤直接传播，另一束光子则要穿过某些设备。这些设备会操控光的结构，然后再将其恢复原状。

如果光的结构无关紧要，那么两束光子就会同时被探测器捕捉到。但事实却不是这样。研究人员经过测算后发现，每传播一米结构光就会比普通光迟到若干微米，多次实验的结果始终如此。

美国北卡罗来纳大学夏洛特分校光学物理学家格雷格·格布尔说，这种调整光速的做法对研究超短光脉冲的物理学家而言可能会具有重要意义。

[参考消息网]

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