اختراق سرعة الضوء
اختراق سرعة الضوء
نقلا عن موقع الفيزيائين العرب
ancora vivo
لأجيال خلت أعتقد الفيزيائيون أنه لا توجد سرعة أكبر من سرعةالضوء في الفراغ، حيث يسير بسرعة 300ألف كم/ثانية. ولكن تجربة أجريت في برنستوننيوجيرسي أرسل الفيزيائيون نبضة من ضوء الليزر عبر حجرة فيها بخار السيزيوم فكانتسريعة بحيث خرجت كلها من الحجرة قبل أن ينتهي دخولها إليها!!
لقد تحركت النبضةمسافة تقدر ب310 أضعاف تلك التي كانت ستتحركها عبر الحجرة لو كانت تحوي فراغا بدلالسيزيوم. ويقول الباحثون أن .........
لقد تحركت النبضةمسافة تقدر ب310 أضعاف تلك التي كانت ستتحركها عبر الحجرة لو كانت تحوي فراغا بدلالسيزيوم. ويقول الباحثون أن .........
هذا هو أكثر العروض إقناعا بأن سرعة الضوء التي كانتتعتبر أحد الثوابت المتينة في الطبيعة، يمكن دفعها إلى ما بعد الحدود المعروفة، علىالأقل تحت ظروف مخبرية خاصة. يقول ليجون وانغ الباحث في معهدNEC الخاص:"لا يمكناستخدام هذه الظاهرة لإرسال المعلومات إلى الزمن الماضي، غيران تجربتناتثبت أنالاعتقاد واسع الانتشار والقائل بأن لا شيء يمكنه أن يسير بسرعة أكبر من الضوء فيالفراغهو اعتقاد خاطئ". وقد نشرت نتائج البحث الذي قام به وانغ والكسندر كوزمتشوآرثر دوغاريو في عدد الخميس20/7/2000 من مجلة NATURE . ورغم أنه لا توجد تطبيقاتعملية لهذا الإنجاز حتى الآن، إلا أن تجارب كهذه قد أثارت قدرا كبيرا من الإثارةوالاهتمام في أوساط المجتمع الدولي الصغير من الفيزيائيين النظريين0
ويقولريموند تشياو الفيزيائي في جامعة كاليفورينا في بيركلي والذي لم يشارك في هذاالبحث:"إن هذا لفتح جديد كان يعتقد الناس أنه مستحيل". وقد أجرى تشياو تجارب مماثلةباستخدام المجالات الكهربائية.
لقد طور باحثو NEC في التجربة المذكورةجهازا يطلق نبضة ليزر إلى حجرة زجاجية مملوءة ببخار من ذرات السيريوم. ويقول هؤلاءالباحثون أن هذا الجهاز هو نوع من مضخمات الضوء التي يمكنها دفع النبضة للأمام. وفيالسابق كانت هذه التجارب تجرى بحيث يمتلك الضوء ما يسمى سرعات فوق تألقية. لكنالضوء كان يخرج مشوها مما يثير الشكوك في تمكن العلماء حقا من إحراز هذا الاختراق.
أما في تجربة NEC فالليزر يخرج من الحجرة بنفس شكل دخوله تقريبا، لكن بشدةأقل كما يقول وانغ. وربما يكون شكل النبضة كحزمة مستقيمة لكنها تتصرف كموجة منجسميات الضوء (الفوتونات). ويستطيع الضوء أن يخرج من الحجرة قبل أن يتم دخولها لأنذرات السيزيوم تغير خصائص الضوء لتجعله يخرج بأسرع مما لو كان في الفراغ.
وتمتلك الواجهة الأمامية من النبضة الضوئية كل المعلومات اللازمة لإعادةتكوين النبضة على الجهة الأخرى من حجرة السيزيوم مما يغني عن دخول النبضة كاملة إلىالحجرة لتخرج من الجانب الآخر. وفي التجربة تخرج من الحجرة نبضة مماثلة لتلكالداخلة و تقطع مسافة 20 مترا قبل أن يكون الجزء الرئيسي من النبضة الساقطة قد أنهىدخوله للحجرة. ويضيف وانغ:"إن هذه الظاهرة ممكنة فقط لأن الضوء لا كتلة له، فلايمكن حدوث نفس الشيء للأجسام العادية".
إن تجربة برنستون هذه و مثيلاتهاتختبر حدود سريان نظرية النسبية التي وضعها البرت آينشتاين قبل قرن مضى. فحسبالنسبية الخاصة تعتبر سرعة الفوتونات الضوئية في الفراغ كما في الفضاء الخارجي هيالقيمة الوحيدة المطلقة في الكون بينما يجب قياس سرعة أي شيء آخر من الصواريخ إلىالديدان نسبة إلى المراقب حسبما يوضح آينشتاين.
من جهة أخرى يقول إفرايمشتاينبرغ، وهو فيزيائي في جامعة تورنتو:"إن فوتونات الضوء الخارجة من حجرة السيزيومربما لا تكون نفسها التي دخلت الحجرة"، مما يطرح التساؤل حول اختراق حاجز سرعةالضوء. لكنه يضيف أن هذه التجربة مهمة فالمثير هو كيف أمكن لهذه الحجرة أن تنتجفوتونات تبدو مماثلة تماما لأخرى لم تصل لموقعها بعد؟
وحيث أن الفوتوناتالداخلة نفسها لم تخرج من الجدار الآخر للحجرة فهذا يعني أن" المعلومات" فقط ربماانتقلت بسرعة أكبر من سرعة الضوء، وهذا لا يعارض نظرية النسبية الخاصة التي تحددالسرعة القصوى "للمادة والطاقة" فقط في الفراغ بسرعة الضوء. وربما كان مفيدا أننلاحظ أنه في النظرية الكهرمغناطيسية يمكن لسرعة الطور في الموجة أن تتجاوز سرعةالضوء. "
ويقولريموند تشياو الفيزيائي في جامعة كاليفورينا في بيركلي والذي لم يشارك في هذاالبحث:"إن هذا لفتح جديد كان يعتقد الناس أنه مستحيل". وقد أجرى تشياو تجارب مماثلةباستخدام المجالات الكهربائية.
لقد طور باحثو NEC في التجربة المذكورةجهازا يطلق نبضة ليزر إلى حجرة زجاجية مملوءة ببخار من ذرات السيريوم. ويقول هؤلاءالباحثون أن هذا الجهاز هو نوع من مضخمات الضوء التي يمكنها دفع النبضة للأمام. وفيالسابق كانت هذه التجارب تجرى بحيث يمتلك الضوء ما يسمى سرعات فوق تألقية. لكنالضوء كان يخرج مشوها مما يثير الشكوك في تمكن العلماء حقا من إحراز هذا الاختراق.
أما في تجربة NEC فالليزر يخرج من الحجرة بنفس شكل دخوله تقريبا، لكن بشدةأقل كما يقول وانغ. وربما يكون شكل النبضة كحزمة مستقيمة لكنها تتصرف كموجة منجسميات الضوء (الفوتونات). ويستطيع الضوء أن يخرج من الحجرة قبل أن يتم دخولها لأنذرات السيزيوم تغير خصائص الضوء لتجعله يخرج بأسرع مما لو كان في الفراغ.
وتمتلك الواجهة الأمامية من النبضة الضوئية كل المعلومات اللازمة لإعادةتكوين النبضة على الجهة الأخرى من حجرة السيزيوم مما يغني عن دخول النبضة كاملة إلىالحجرة لتخرج من الجانب الآخر. وفي التجربة تخرج من الحجرة نبضة مماثلة لتلكالداخلة و تقطع مسافة 20 مترا قبل أن يكون الجزء الرئيسي من النبضة الساقطة قد أنهىدخوله للحجرة. ويضيف وانغ:"إن هذه الظاهرة ممكنة فقط لأن الضوء لا كتلة له، فلايمكن حدوث نفس الشيء للأجسام العادية".
إن تجربة برنستون هذه و مثيلاتهاتختبر حدود سريان نظرية النسبية التي وضعها البرت آينشتاين قبل قرن مضى. فحسبالنسبية الخاصة تعتبر سرعة الفوتونات الضوئية في الفراغ كما في الفضاء الخارجي هيالقيمة الوحيدة المطلقة في الكون بينما يجب قياس سرعة أي شيء آخر من الصواريخ إلىالديدان نسبة إلى المراقب حسبما يوضح آينشتاين.
من جهة أخرى يقول إفرايمشتاينبرغ، وهو فيزيائي في جامعة تورنتو:"إن فوتونات الضوء الخارجة من حجرة السيزيومربما لا تكون نفسها التي دخلت الحجرة"، مما يطرح التساؤل حول اختراق حاجز سرعةالضوء. لكنه يضيف أن هذه التجربة مهمة فالمثير هو كيف أمكن لهذه الحجرة أن تنتجفوتونات تبدو مماثلة تماما لأخرى لم تصل لموقعها بعد؟
وحيث أن الفوتوناتالداخلة نفسها لم تخرج من الجدار الآخر للحجرة فهذا يعني أن" المعلومات" فقط ربماانتقلت بسرعة أكبر من سرعة الضوء، وهذا لا يعارض نظرية النسبية الخاصة التي تحددالسرعة القصوى "للمادة والطاقة" فقط في الفراغ بسرعة الضوء. وربما كان مفيدا أننلاحظ أنه في النظرية الكهرمغناطيسية يمكن لسرعة الطور في الموجة أن تتجاوز سرعةالضوء. "
ancora vivo
تعليق