Η λίστα ιστολογίων μου

Δευτέρα, 16 Μαΐου 2011

Όταν η ταχύτητα του φωτός εξαρτάται από την κατεύθυνση της

Το φως δεν ταξιδεύει με την ίδια ταχύτητα προς όλες τις κατευθύνσεις υπό την επίδραση ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Παρά το γεγονός ότι το φαινόμενο αυτό προβλέπεται από τη θεωρία, το αντι-διαισθητικό αυτό φαινόμενο για πρώτη φορά αποδείχθηκε πειραματικά σε ένα αέριο από μια γαλλική ομάδα στο Εθνικό Κέντρο Ερευνών CNRS. Οι ερευνητές μέτρησαν με εξαιρετική ακρίβεια, της τάξεως του ενός δισεκατομμυριοστού m/s, την διαφορά μεταξύ της ταχύτητας διάδοσης του φωτός σε μια κατεύθυνση και προς την αντίθετη κατεύθυνση. Τα αποτελέσματα αυτά ανοίγουν το δρόμο για μια πιο εμπεριστατωμένη έρευνα με στόχο τη βελτίωση του μοντέλου που περιγράφει τις στοιχειώδεις αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων.
Η έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physical Review Letters δείχνει ότι α ξεκινήσουν νέες εφαρμογές στην οπτική.

Στο απόλυτο κενό, το φως ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα των 299.792.458 m/s. Φαίνεται φυσικό να διαδίδεται το φως με την ίδια ταχύτητα προς όλες τις κατευθύνσεις. Ωστόσο, έστω και αν δεν το φανταζόμαστε, υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες αυτή η ιδιότητα δεν είναι έγκυρη, ιδίως όταν εφαρμόζεται ένα ηλεκτρικό και ένα μαγνητικό πεδίο. Τέτοιες περιπτώσεις για πρώτη φορά προβλέφθηκαν θεωρητικά στα τέλη της δεκαετίας του 1970, και θα έπρεπε να παρατηρηθούν στο κενό. Ωστόσο, αυτές οι πολύ μικρές διακυμάνσεις της ταχύτητας είναι δύσκολο να επιβεβαιωθεί πειραματικά.
Αλλά η τεχνολογική πρόοδος έχει πλέον καταστήσει δυνατή την ανίχνευση αυτών των φαινομένων μέσα σε ένα αέριο (εν προκειμένω σε άζωτο). Για να τα παρατηρήσουν, οι ερευνητές από το CNRS σχεδίασαν μια οπτική κοιλότητα στην οποία οι φωτεινές ακτίνες περνούν μέσα από μια διάταξη που περιλαμβάνει μαγνήτες και ηλεκτρόδια, ώστε να δημιουργήσουν δυνατή τη δημιουργία έντονων ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων (το εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο είναι 20.000 φορές μεγαλύτερη από αυτό της Γης ).
Με τον τρόπο αυτό κατάφερε να αποδείξει πειραματικά, για πρώτη φορά, ότι το φως δεν ταξιδεύει με την ίδια ταχύτητα σε αντίθετες κατευθύνσεις μέσα σε ένα αέριο, όπου υπάρχει ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Η μετρούμενη διαφορά στην ταχύτητα είναι περίπου ένα δισεκατομμυριοστό του m/s (δηλαδή 10-9 m/s, η οποία ισοδυναμεί με 10-18 φορές την ταχύτητα του φωτός). Αυτή η απειροελάχιστη διαφορά, προβλέπεται από τη θεωρία, και προκαλείται από τα μαγνητικά και τα ηλεκτρικά πεδία.
Τα αποτελέσματα αυτά ανοίγουν πολλές νέες λεωφόρους σε εφαρμογές. Πρώτον, θα επιτρέψουν μετρήσεις της ανισοτροπίας της διάδοσης του φωτός, με ακόμα μεγαλύτερη ακρίβεια. Με την αύξηση της ευαισθησίας της συσκευής μέτρησης, οι ερευνητές θα μπορούσαν, κάποια μέρα, να παρατηρήσουν λεπτές αποτυχίες του αναλλοίωτου Lorentz, που είναι μια θεμελιώδης συμμετρία στο πλαίσιο της θεωρίας της σχετικότητας. Κι αυτό θα καταστήσει δυνατή την εξέταση ορισμένων θεωρητικών προτάσεων για τη βελτίωση του καθιερωμένου μοντέλου, που περιγράφει το σύνολο των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των στοιχειωδών σωματιδίων. Δεύτερον, τέτοια ανισοτροπία στην κατεύθυνση η οποία διέπεται από ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο θα μπορούσε να ανοίξει νέες εφαρμογές στην οπτική, φτιάχνοντας εξαρτήματα των οποίων η συμπεριφορά θα διαφέρει ανάλογα με την κατεύθυνση, ενώ τα πάντα θα ελέγχονται με ένα μαγνητικό πεδίο.
Πηγή: Physorg.com
http://physics4u.wordpress.com/ 

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου