如何看待蘇格蘭科學家成功降低光速?

時間 2021-05-29 23:19:24

1樓:樂學者

關於真空中光速的問題,還可以參閱下面的文章:

樂學者:你知道嗎?在真空中,光速不變也是有條件的——聊聊光在真空或介質中的傳播速度以及是否可以超光速

2樓:

為了方便理解,放一張圖,左右兩束光或者兩個光子,最開始是一樣的,但是左邊這個光子經歷了乙個mask,改變了它在橫截面上的波矢,所以它跑得慢了。

按照這個理論,只有真空中的平面波是 299,792,458 m/s,因為它在橫截面上的波矢為0。其它的,比如雷射,都要跑得慢一點。

下面是一些理論。

這個問題很意思。

我大概看了一下文章,主要機理大概是這樣。

在矩形波導中,低於截止頻率,相速度會超光速,所以根據

我們可以知道群速度會降低。

這其中的根本原因是,在波導中,電磁波的波矢在橫截面上(xy平面)有分量

那麼根據色散關係,可以得出,kz是小於k0的,這就說明,群速度肯定是不等於k0的。

也就是說只要在橫截面上有分量,或者說不是平面波,可能就會導致傳播方向上的群速度小於c的速度。(c是平面波在真空中的速度)

這個非常有意思,也就是說一般的雷射它的群速度都是小於c的!那麼多雷射實驗,是不是都存在這種問題呢?

具體到bessel beam,它是一束類似雷射的光束,

相速度跟群速度是這樣的關係,kr代表在半徑方向上的分量。

所以可以看出,群速度vgz跟肯定小於c的。

文中估計實驗中常用的bessel beam走一公尺大概比真空中的平面波(平面波在橫截面上沒有波矢)慢10微公尺。所以測量比較難,後面部分都在講如何測量bessel beam的群速度的。

這麼小的差別怪不得平時注意不到。

文章大概是想闡述這樣乙個道理,它從更基本的角度闡述了slow light的原因。

並且提出了與以往完全不同的現象,光的群速度在真空中也可以小於c。以往的slow light均是讓光與物質相互作用。

至於這現象有什麼應用,根據對作者的採訪,他覺得現象是最重要的,第一次在實驗上驗證了當個光子在真空中的速度可以小於c,應用的話可能在天文學上會有些。

對於科學我的態度是:認識世界與改造世界同等重要。

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