1:Mogtan ★@転載は禁止 ©2ch.net 2015/01/27(火) 23:46:26.03 ID:???
掲載日:2015年1月27日
グラスゴー大学などの研究者チームが、自由空間(物質が存在しない空間)を移動する光を減速させることに初めて成功した。これまで、真空中の光の速度は、一定不変の物理的尺度とされてきたが、今回の結果はその前提を覆すものだ。
研究チームは、光子(フォトン)を液晶マスク(liquid-crystal mask)装置に通して形状を変化させ、形状が変化していない光子と速さを競わせる実験を行った。その結果、形状が変化したほうの光子は、1mの移動距離において最大20波長分の遅れが観測された。これは、光が自由空間において減速しうることを示す初めての実験結果だ。
自由空間中の光の速度は、秒速2億9,979万2,458mであり、この速度は一定不変とこれまで考えられていた。光は、水やガラスの中を通過する間は減速するが、通過した後は再び光速に戻る。しかし今回の実験では、光子はマスクを通過した後も、やや減速した状態を維持した。
グラスゴー大学の光学研究グループに属するマイルズ・パジェット教授が指揮し、エディンバラにあるヘリオット・
ワット大学と共同で実施された今回の研究は、『Science』誌のオンライン先行掲載版「Science Express」に発表された。
研究チームは今回の実験について説明するのに、光ビームのふるまいを、自転車レースの集団の走りにたとえている。光は、「粒子」と「波」の両方の性質を併せもつため、個々の光子の形状を「波」として変化させる一方、ふたつの光子の移動速度を「粒子」として競わせることが可能だ。
自転車レースの集団は、全体としては一定速度で移動していても、個々の選手は集団内での順位を入れ替えつつ、各自異なるスピードで走っている。同じことが光にも当てはまり、1本の光ビームは複数の異なる速度で構成されている。すなわち、1本の光ビームは、自転車レースの集団と同様、全体としては光速で移動しているが、「選手」にあたる個々の光子の速度はそれぞれ異なるわけだ。
「構造化した光ビームにわれわれがもたらした遅れは、1mの伝搬距離で数マイクロメートルと小さい。しかし、それは有意な遅れだ」と、研究の筆頭著者のひとりであるダニエル・ジョヴァニーニは述べる。
ただし重要なことは、この実験結果が短距離にしか適用されない点だ。研究チームは、光ビームの生成に用いるレンズが大きく、また光の移動距離が短い場合に、減速の効果が最大になると説明している。すなわち今回の研究結果は、宇宙の仕組みに関するわれわれの基本的理解にまで変化をもたらすことはないが、光に関する従来の理解には変更を迫るものだ。
<画像>
image from Shuttersock


<参照>
BBC News - Scientists slow the speed of light


University of Glasgow :: University news


Spatially structured photons that travel in free space slower than the speed of light


<記事掲載元>




5:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/27(火) 23:55:49.03 ID:81xKRQdr
これを聞いて科学者の大多数は
「まあ何かの間違いだろ」
と思うだろうな



6:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/27(火) 23:58:38.09 ID:eeHhstqk
なんだネカフェの回線速度の話かと思って開いたら違った


8:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 00:00:17.79 ID:e+ahAKeM
例外的すぎて
※ただし光の早さは一定とみなす
の一文で全て今まで通りに進む



10:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 00:01:30.18 ID:QQIh8hnP
>>8
物理の法則に例外は無いからなあ。そこが他の科学と異なる。



17:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 00:18:43.34 ID:OobL1BFR
箱根駅伝で予想外のチームが優勝した
宇宙でも同じ様なことが起こるとは何かほのぼのとしたものを感じる



19:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 00:24:19.81 ID:LvqBai/5
前に名古屋大が似たようなこと言ってたな
あれはケーブルが曲がってたとかそんなんだったっけ?



23:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 00:44:21.53 ID:By2nPYxv
>1本の光ビームは、自転車レースの集団と同様、全体としては光速で移動しているが、「選手」にあたる個々の
>光子の速度はそれぞれ異なるわけだ。
これ、集団内で遅い選手もいれば速い選手もいるが
速い選手は瞬間的に光速を超えるってことだよね、ダウトじゃね?



28:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 00:52:59.46 ID:2SdVlJgv
光速不変の原理で、距離や時間は意味がなく全ては光速を基準にするって
話がもしかして変わるの?



29:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 01:00:03.07 ID:+4QbgZT/
ビームというのがミソだな
自然でない光は干渉によって遅延
したように見える



31:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 01:02:40.05 ID:401RyxLU
ブラックホールで光も引き込まれるんだから
湾曲する光の内と外じゃ速度は変わるだろうと思ってた



39:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 01:27:20.24 ID:BjUgpIoo
つまり・・・
ライトセーバーが出来そう!?



52:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 02:17:44.01 ID:ML093x4B
大した発見でもなさそうだなこれ
有意義だけど今までの概念がごっそり崩れるわけでもないし



54:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 02:20:09.69 ID:j/Xp7yU8
ゆらぎの定理とおなじだろ
距離が長くなるほど光速のゆらぎもなくなるんだろ?



57:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 02:30:40.00 ID:sCQGwMBW
ベッセルビームを使うと光子単位でも速度が変わったと
そのビームを作るのにアキシコンレンズを使わず
液晶で表示した回折格子を利用したと
表示を変えるだけなので光路は変化しないと



61:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 02:57:19.00 ID:O4Oh497f
相対性理論が不変の真理だと思ってるやつは思考停止のバカ


62:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 03:07:08.65 ID:0oGGJ0hg
偏光とか偏波とかで変化するってこと?


66:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 03:47:45.87 ID:o72Qqwe6
>>62
こういうことだそうだ
http://slashdot.jp/comments.pl?sid=650554&cid=2750783
>通常は,無数の光子の干渉で全体としての波面が出来て,その進む速度が光速以上だったり以下だったり,というのを扱うのですが,今回の論文が取り上げたのは「光子一個だったとしても,自身が作る複数の波面の重ね合わせとして同じ事が起こる」というようなものです.
>でもって光子を見つける確率はトータルで出来る波面に依存するので,
>
>真空中を飛ぶ光子1個の波面が作る群速度(波面の速度のようなもの)は,自分自身との干渉により光速度より遅くなる.
>↓
>その結果,光子1個が実際に飛んでいく速度も,光速度より(ちょっとだけ)遅くなる(実験では,1 m進む間に数 μmぶんだけ遅れる).
>
>という感じで.
>そのため,厳密に光速度で飛んでいく光子は,たとえ真空中だったとしても理想的な平面波(現実には存在しない.近似的には存在するが)な場合しかないよ,と.



67:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 04:07:20.68 ID:f6LqIARi
>>66
なぜ元の速さに戻るのかが説明できないのでは?



68:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 04:28:21.40 ID:5YbHVW61
結局、群速度ってやつの話なんでしょ?
光の速度は一定だけど群速度が遅れる、なんて話なんでしょ?



75:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 08:18:32.86 ID:5sB3lOSX
つか、自由空間っていうとネカフェかなんか?


89:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 09:36:11.41 ID:L1eEXLyk
光子の形状を変化させると速度が遅くなる?
それは単に抵抗が増えるからだな
つまりはエーテルの発見。。



92:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 09:53:47.17 ID:fLV2TpXz
科学界って保守的だな。


96:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 10:09:20.87 ID:apcsH9ZL
液晶マスクを通過させてる点で自由空間(物質が存在しない空間)ではないと思う。
光に偏光を与えているのだと思うがこれは物質によって変えられたことに相当するから。



109:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 12:13:30.57 ID:fBxgd1hK
専門家でも群速度は情報を伝える速さと誤解してる人多いよね


111:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 12:24:35.67 ID:HTH4OFxy
>光子はマスクを通過した後も、やや減速した状態を維持した。
よく考えたら、それは自由空間じゃないような?



112:○@転載は禁止 2015/01/28(水) 12:26:59.32 ID:Eg8hCKfF
 量子力学みたいに、ごく短時間(短距離)なら、光速度が変化しても許されるって事?


115:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 13:19:25.85 ID:G5NUitRW
さすがに群速度や位相速度などとは間違えんだろ(´・ω・`)お前らより遥かに頭の良い専門家やで


118:名無しのひみつ@転載は禁止 2015/01/28(水) 13:34:52.81 ID:5h6WKM5M
ブラックホールで光の速度が落ちてても
こっちでの時間が歪んでるワケじゃ
ないし。
そこでの時空間があると言うことか。