Wissenschaftler können die Lichtgeschwindigkeit in der Luft verlangsamen

Jeder, der ein bisschen Physik studiert hat, weiß wahrscheinlich, dass die Lichtgeschwindigkeit in der Luft knapp 300.000 Kilometer pro Sekunde beträgt, was von den meisten als Konstante akzeptiert wird. Eine Gruppe von Forschern der Glasgow University und der Heriot-Watt University hat es jedoch geschafft, dieses Konzept in Frage zu stellen und zu beweisen, dass ein Lichtteilchen (oder Photon) verlangsamt werden kann, wenn es durch die Luft strömt.

Wissenschaftler wissen heute nicht, dass Licht in unterschiedlichen Umgebungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durchgelassen wird - Forscher konnten diesen Wert in Medien wie Wasser und Glas senken und das Licht sogar für eine Minute in Kristallen vollständig stoppen. Es war jedoch noch nicht geklärt, ob es zumindest bisher möglich war, diesen Wert in einer Nur-Gas-Umgebung zu ändern.

Um dies zu erreichen, entschied sich die Gruppe, die Lichtteilchen einzeln zu analysieren, da „Messungen mit jeweils einem Photon die sauberste Methode zur Durchführung von Experimenten darstellt“, sagte Jacqueline Romero, eine der Projektleiterinnen. Nach einem theoretischen Konzept der Physik ist es möglich, dass mehrere Photonen je nach ihrer Position in der Struktur eines Lichtstrahls unterschiedliche Relativgeschwindigkeiten haben - und das wollten Wissenschaftler beweisen.

Wasserscheide

Romero zufolge versuchte das Experiment, die Ankunftszeit isolierter Photonen im letzten Teil des Lichtstrahls zu bestimmen. Dazu zwangen sie das Teilchen durch einen Filter, der seine Struktur veränderte, und verglichen dann seine Geschwindigkeit mit der eines gestörten Photons. Die Forscher konnten so die Luftgeschwindigkeit des strukturierten Partikels um 0, 001% verringern - was zwar wenig erscheinen mag, für die Wissenschaftler aber sicherlich von Bedeutung ist.

"Wir mussten experimentieren und uns davon überzeugen, dass dies möglich und real ist", sagte Daniel Giovannini, ein weiterer Forscher. Das Team glaubt, dass die Ergebnisse seiner Studie die wissenschaftliche Gemeinschaft spalten und diejenigen, die die Schlussfolgerung für offensichtlich halten, von anderen trennen werden, die das Experiment als revolutionär empfinden.

Der vollständige Artikel wurde kürzlich vom Science Magazine veröffentlicht und kann unter diesem Link gelesen werden. Laut Romero besteht der nächste Schritt darin, ein Experiment mit einer Kamera und klassischem Licht anstelle von isolierten Photonen durchzuführen - und seine Erkenntnisse schließlich auf Schallwellen auszudehnen. In Bezug auf die praktische Anwendung ist der Wissenschaftler der Ansicht, dass seine Entdeckung in erster Linie in optischen Mikroskopsystemen verwendet werden sollte.