TeveClub! - Az én oldalam

Az én oldalam - Naplóm

Tartalomjegyzék

A napló közvetlen linkje
http://teveclub.hu/naplo/

Fénysebesség

A vákuumbeli fénysebesség az egyik alapvető fizikai állandó. Értéke pontosan 299 792 458 m/s minden vonatkoztatási rendszerben. Jele: c (a latin celeritas, „sebesség” szóból). Jelenlegi ismereteink szerint semmilyen hatás nem terjedhet gyorsabban a vákuumbeli fénysebességnél.

A fény sebessége más közegekben kisebb a vákuumbelinél. Értékét a közeg abszolút n törésmutatójából lehet kiszámolni.

n=\frac{c}{c'},

ahol c a vákuumbeli, c' a közegbeli fénysebesség.
Mérése

A fénysebesség mérését többen megkísérelték, egyik első közülük Galilei volt, aki két távoli hegycsúcson egy-egy lámpást helyezett el. A kísérletben először Galilei nyitotta ki lámpásának ablakát, és mikor a segítője a másik hegycsúcson megpillantotta a fényt, ő is kinyitotta a sajátját. Galilei a kísérletet különböző távolságokkal megismételte, de nem kapott eltérést, így rájött, hogy a mért idő jelentős részét az emberi reakcióidő teszi ki. Annyit megállapított, hogy a fény sebessége igen nagy. Mások úgy próbálták elvégezni a mérést, hogy egy éjszaka elsütött ágyú fényének egy távoli tükörről visszaverődését figyelték. A kísérlet szintén csak annyi eredményt hozott, hogy a fénysebesség igen nagy.

Az egyik legkorábbi értékelhető mérést Ole Rømer dán fizikus végezte 1676-ban. A Jupiter egyik holdját, az Iót figyelte meg távcsővel, és eltéréseket vett észre az Io keringési periódusában. Rømer az eltérésekből 227 000 kilométer per másodperc értéket kapott.

Bradley az aberráció jelenségével már 1% pontossággal határozta meg a fénysebességet. Ennek lényege, hogy ha a (hosszúkás) távcső a bejövő fénysugárra merőlegesen mozog, akkor a távcsövet nem pontosan a fénysugár irányába kell beállítani, hanem attól kissé ferdén.

Az első sikeres mérés, mely csak földi tárgyakat használt, Hippolyte Fizeau mérése volt 1849-ben. Fizeau fénysugarakat irányított egy 8,6 kilométerre levő tükörre, és egy fogaskereket helyezett a fény útjába, melyen a fény oda-vissza áthaladt. Ha áll a kerék, akkor visszatér a fény ugyanazon a fogközön. Növelve a fordulatszámot, a fogközön átmenő fény visszatérve fogra esik, tovább növelve már a következő fogközön tud áthaladni, vagyis egyenletesen növelve a fordulatszámot a fény felváltva átjut illetve nem jut át. Ha ismerjük a távolságot és a fordulatszámokat, akkor a fény sebessége kiszámítható. Ő akkor 313 000 kilométer per másodpercet kapott.

Albert A. Michelson 1926-ban, forgó tükrök használatával korrigálta mérését, azt az időt mérve, amely a kaliforniai Wilson-hegy és a San Antonio-hegy távolság oda-vissza megtételéhez szükséges. A precíz méréssel 299 796 km/s értéket kapott. Hétköznapi használatra ezt gyakran felkerekítjük 300 000 km/s értékre.

A fénysebességen alapuló méter

Bay Zoltán javasolta 1965-ben, hogy a távolságegységet, a métert alapozzuk a pontosabban mérhető időegységre és a fénysebességre. Szakirodalmi kutatásokat végzett a fénysebesség állandóságával kapcsolatban. 1983-ban A Súlyok és Mértékegységek Nemzetközi Konferenciája Párizsban tartotta 17. ülését, ahol elfogadták az egységes rendszert, és megállapították:

A méter a fény által a vákuumban a másodperc 1 /299 792 458-ad része alatt megtett út hossza.

Napjainkban

Újra átlépték a fénysebességet
A kísérletek akkor tudományos bizonyítékok, ha megismételhetőek. Ez történt most egy alapvető fizikai törvényt feszegető, a fény sebességének több mint tizenkétszeresét létrehozó bemutatón

Előzmények - Einstein tévedett?

Az Einstein által leírt kvantum teleportáció működik, csak éppen az általa kizárt, fénynél gyorsabb, méghozzá tízezerszeresen gyorsabb sebességgel.

Egy kísérteties kutatási eredmény megkérdőjelezi Einstein legalapvetőbb törvényeit. Eszerint a Világegyetem két ellentétes részecskéje közt olyan zavarba ejtő sebességű információ-átadást mértek, amely tízezerszeresen haladja meg a fény sebességét. Mindez azt eredményezheti, hogy az Einstein által leírt kvantum teleportáció működik, csak éppen az általa kizárt, fénynél gyorsabb, méghozzá tízezerszeresen gyorsabb sebességgel. Következménye lehet továbbá Star Trek-szerű képességek magvalósulása, a titkosítási módszerek új nemzedékének megszületése éppúgy, mint a szupergyors kvantumszámítógépek létrejötte.

Svájci kutatóknak a Genfi Egyetemen sikerült olyan kísérletet végezniük, amelynek eredménye valóban nem indokolható mással, csak ezzel az eddig elképzelhetetlen és megmagyarázhatatlan sebességgel. Ez a jelenség még az atomok mérete alatti világban is rendkívül különös, jelenleg a kutatócsoport számára is érthetetlen. A kísérlet során két ellentétes részecskepárt hoztak létre, amelyek a kvantumelmélet szabályai szerint mindig ellentétes állapotban vannak. Ez így is történt azt követően is, hogy a részecskepár két tagját elküldték két különböző helyszínen lévő mérőállomásra, két svájci helységbe, amelyek néhány tíz kilométerre vannak egymástól. A részecskepár, amely jelen esetben két fotonból állt, folytatta az elvárt viselkedést, és valóban mindig ellentétes tulajdonságokat mutatott. Csakhogy ez az állapotváltás olyan gyorsasággal követte egymást, és volt szinkronban a két távoli foton esetében, hogy ahhoz a kettejük közti információnak a fénysebesség tízezerszeresével kellett megtennie az utat!

A svájci helységek közötti fizikai összeköttetésen alapuló információcsere, a két észlelő helyszínen a fény sebességi korlátja miatt lehetetlen volt a tudomány jelenlegi állása szerint megmagyarázható módon. A jelenség alapját, a két részecskepár ellentétes viselkedését akár fényévnyi távolságban is, már Einstein is megjósolta. Ez a szinkronban lévő tulajdonságváltás azonban olyan sebességgel hangolódott össze a kísérletben, amely Einstein egy másik megállapításának, sőt, jelenlegi tudományunk alapjának tekintett törvényszerűségnek, a fénysebességi maximumnak mond ellent. Ha ugyanis létezik a fény sebességénél gyorsabb, méghozzá tízezerszer gyorsabb információcsere, akkor a jelenlegi tudományos világ sok törvényét kell újragondolni.

Hétköznapi eszközökkel hozták létre
Elérték a fénysebesség tizenkétszeresét

A mostani kísérletben sokkal hétköznapibb, olcsóbb berendezéssel sikerült a fénynél nagyobb sebességet létrehozni. Igaz, ez a két végpont nem volt akkora távolságra, mint a teleportációs kísérletben, azonban a mostani 160 méter is bőven elegendő a tudományos bizonyíték számára.

A vezetékekben gyors-lassú hullám módszerrel keltettek interferenciát úgy, hogy a jeleket produkáló berendezések felváltva működtek. A keveredett hullámok meghatározott pontokon hoznak létre kiugró jelmaximumokat, amelyek a vezetékekben keletkezett "jeltükrökről" visszaverődtek, majd a következő jelmaximumba ütközve felgyorsították azokat.

Ennek következtében létrejött az a terjedési sebesség, amelyet a mérőműszerek igazoltak: a mostani bemutatón a fény sebességének több mint tizenkétszeresét sikerült elérni. Bár a kutatók többsége vitatja, hogy ez ellentétben állna a relativitáselmélettel, de az ma már bizonyított tény, hogy az információ haladhat sokkal gyorsabban a fénynél.

« előző bejegyzés