Meget af, hvordan vi forstår, hvordan vores univers er bygget, hænger på konstanter - fysiske målinger, der for eksempel beskriver elektronets ladning og masse. Disse mængder er grundlaget for grundlæggende teoretiske ligninger, og de ændres ikke. Undtagen, forskere lige fandt ud af, at den mest berømte konstant, lysets hastighed, ikke er lige så konstant, som vi troede.
Når lys bevæger sig gennem glas eller vand, bremses det. Men forskere troede, at når det blinker gennem et vakuum, holdes det til den uoverensstemmende hastighed på 299.792.458 meter i sekundet. Nyt arbejde, der er offentliggjort på arXiv.org, viser, at dette ikke altid er tilfældet. Afhængigt af lysets struktur, observerede forskerne, vil fotoner, den basale lysenhed, køre langsommere.
Forskerne pittede i det væsentlige forskelligt strukturerede fotoner mod hinanden. Lys er ofte repræsenteret som en bølge (skønt hele partikel / bølgeting kan blive snoet), men det er bare en tilnærmelse, skriver Andrew Grant til Science News . Tænk på en laser, foreslår han - at strukturerer lys som en koncentreret eller tyres øje-formet stråle. Eller tænk på, hvordan lys opfører sig, når det føres gennem en linse - det kan samles på et punkt.
Så strukturen af lys kan variere, og det er, hvad dette eksperiment hængte på. Grant skriver:
Forskerne producerede par fotoner og sendte dem på forskellige stier mod en detektor. Et foton lynlås direkte gennem en fiber. Den anden foton gik gennem et par enheder, der manipulerede lysets struktur og derefter skiftede det tilbage. Hvis strukturen ikke havde betydet noget, ville de to fotoner være ankommet på samme tid. Men det skete ikke. Målinger afslørede, at det strukturerede lys konsekvent ankom flere mikrometer sent pr. Meter tilbagelagt afstand.
”Det er meget imponerende arbejde, ” fortalte Robert Boyd, en optisk fysiker ved University of Rochester, til Science News . "Det er den slags ting, der er så indlysende, du spekulerer på, hvorfor du ikke tænkte på det først."
Tidligere var to forskellige forskningsgrupper kommet med tanken om, at lysets hastighed kunne ændre sig, primært fordi det, vi betragter som et vakuum, ikke rigtig er tomt. De diskuterede muligheden for, at plads faktisk er "en stor stor suppe af virtuelle partikler, der blinker ind og ud af eksistensen i små brøkdele af et sekund, " rapporterer Livescience. De blinkende partikler ville hindre lys og forårsage udsving. Men disse to artikler var teoretiske. Det nye papir indeholder faktisk observationer, der viser, at nogle fotoner blev bremset.
Dette betyder ikke, at vores hele forståelse af universet smides ud af kløften. Eller i det mindste er det ikke noget, som den typiske person vil bemærke i det daglige liv. Kun de fysikere, der arbejder med specifikke problemer, såsom at studere meget korte lyspulser, ville skulle ændre, hvad de gør. Resten af os kan stadig bruge den værdi, der er skrevet i vores lærebøger. Og rolig, vi kan stadig få overraskende nøjagtige målinger af lysets hastighed derhjemme ved hjælp af en mikrobølgeovn og en chokoladestang.
