Primera vez que la velocidad de la luz disminuye en el espacio

Investigadores de la Universidad Heriot-Watt y la Universidad de Glasgow afirman que podrían ralentizar la luz en el espacio. Science Express publicó sus hallazgos (cita abajo). Desde hace mucho tiempo se sabe que la velocidad de la luz puede reducirse ligeramente cuando pasa a través del agua y el vidrio. Sin embargo, esto no se aplica al espacio libre. Los científicos han demostrado que los fotones pueden ralentizarse aplicándoles una máscara óptica.

Los fotones, partículas de luz muy pequeñas que no se pueden ver a simple vista (toda la luz se compone de fotones), son extremadamente pequeños. El experimento se configuró como una carrera, liberando dos fotones simultáneamente a distancias idénticas para alcanzar un objetivo. Los investigadores compararon fotones en rayos de luz con ciclistas. Comparten la tarea cambiando posiciones.

Aunque circulan por la misma carretera, la velocidad de cada ciclista varía en función de su posición. Izquierda: La meta fue alcanzada por el haz óptico al que se adjuntó la máscara (izquierda). Imagen: Universidad de Glasgow. Así como puede ser difícil encontrar una velocidad para todos en un grupo, lo mismo ocurre con la luz.

Un pulso de luz consta de varios fotones que viajan a diferentes velocidades. Los investigadores encontraron que los dos fotones no alcanzaron el objetivo como se predijo. Sin embargo, uno de ellos lo alcanzó, y el segundo, el fotón estructural, llegó después de los demás. Esto sugiere que el fotón debe haber viajado más lentamente en el espacio. Los investigadores midieron un aumento en la velocidad de hasta 20 sobre un metro.

Esto es mucho mayor que la precisión de su medición. Después de pasar el haz de luz a través de una máscara, resultó que los fotones se movían más lentamente por el espacio. Esto contrasta con la luz que pasa a través del vidrio o el agua, lo que hace que la luz viaje más lentamente por el espacio. Los fotones vuelven a su velocidad normal una vez que llegan al otro lado.

Este estudio fue realizado por el Grupo de Óptica de la Universidad de Glasgow dirigido por el profesor Miles Padget. Colaboró ​​con Stephen Barnett (físico teórico) y Danielle Faccio, de la Universidad Heriot-Watt, Edingurgh.

La velocidad máxima a la que viajan los fotones al atravesar la máscara es muy baja. Daniel Giovannini fue uno de los autores. Dijo que si bien el retraso en la propagación del haz de la estructura es muy pequeño (medido en unos pocos micrómetros sobre una distancia de 1 m), sigue siendo significativo.

Se observaron efectos similares en los haces de Bessel y Gauss. Jacquiline Romaro fue co-escritora principal. Afirmó: «Este efecto de retardo se ha logrado usando algunos principios ópticos sutiles pero bien conocidos. Este hallazgo demuestra inequívocamente que la propagación de la luz se puede ralentizar por debajo del valor generalmente aceptado de 299.792.458 metros por segundo, incluso cuando se viaja en el aire. o vacío.” «Aunque medimos el efecto para un solo fotón, también se aplica a haces de luz brillante.

Este efecto ocurre cuando se usan lentes grandes y la distancia a la que se enfoca el haz de luz es corta. También es el caso cuando la longitud de onda del la luz es muy pequeña. El efecto debería ser posible en cualquier teoría de ondas. Por ejemplo, las ondas de sonido pueden exhibir un retraso similar.