Эффект Шарнхорста
Эффект Шарнхорста — это гипотетическое явление, при котором световые сигналы распространяются немного быстрее, чем c, между двумя близко расположенными проводящими пластинами. Впервые это было предсказано в 1990 году в статье Клауса Шарнхорста из Берлинского университета имени Гумбольдта , Германия . [1] он показал С помощью квантовой электродинамики , что эффективный показатель преломления n на низких частотах в пространстве между пластинами меньше 1. Бартон и Шарнхорст в 1993 году заявили, что либо скорость сигнала может превышать c , либо что мнимая часть n отрицательна. [2]
Объяснение [ править ]
Флуктуации вакуума существуют даже в идеальном вакууме. На флуктуации вакуума влияют находящиеся рядом проводящие пластины. Когда фотон проходит через вакуум, на его распространение влияют эти вакуумные флуктуации.
Предсказание, сделанное на основе этого утверждения, состоит в том, что скорость фотона увеличится, если он пройдет между двумя пластинами Казимира . [3] Конечным эффектом будет увеличение видимой скорости этого фотона. Чем ближе расположены пластины, тем сильнее изменение флуктуаций вакуума и тем выше скорость света. [4]
Однако эффект, по прогнозам, будет незначительным. Фотон, путешествующий между двумя пластинами, расположенными на расстоянии 1 микрометра друг от друга, увеличил бы скорость фотона примерно на одну десятую. 36 . [5] Это изменение скорости света слишком мало, чтобы его можно было обнаружить с помощью современных технологий, что не позволяет в настоящее время проверить эффект Шарнхорста.
Причинность [ править ]
Возможность существования сверхсветовых фотонов вызвала обеспокоенность, поскольку она может привести к нарушению причинно-следственной связи , отправляя информацию быстрее, чем c . [6] Однако некоторые авторы (в том числе Шарнхорст [2] ) утверждают, что эффект Шарнхорста нельзя использовать для создания причинных парадоксов. [6] [7] [8]
Возможные эксперименты [ править ]
Возможно, удастся усилить эффект Шарнхорста, заменив пластины Казимира горизонтами событий — идея, неофициально предложенная американским физиком Тимоти Реттером. В этом пространстве будет присутствовать даже меньше виртуальных частиц, чем между пластинами Казимира, что усиливает эффект. Он предполагает, что вместо того, чтобы свет стал сверхсветовым, следует переопределить скорость света c, чтобы учесть эту улучшенную среду.
Ссылки [ править ]
- ^ Шарнхорст, К. (февраль 1990 г.). «О распространении света в вакууме между пластинами». Буквы по физике Б. 236 (3): 354–359. Бибкод : 1990PhLB..236..354S . дои : 10.1016/0370-2693(90)90997-К .
- ^ Перейти обратно: а б Бартон, Г.; Шарнхорст, К. (1993). «КЭД между параллельными зеркалами: световые сигналы быстрее, чем c , или усиливаются вакуумом». Журнал физики А. 26 (8): 2037. Бибкод : 1993JPhA...26.2037B . дои : 10.1088/0305-4470/26/8/024 . Более поздний последующий документ Шарнхорст, К. (1998). «Скорость света в модифицированном вакууме КЭД». Аннален дер Физик . 7 (7–8): 700–709. arXiv : hep-th/9810221 . Бибкод : 1998АнП...510..700С . doi : 10.1002/(SICI)1521-3889(199812)7:7/8<700::AID-ANDP700>3.0.CO;2-K .
- ^ Чоун, М. (1990). «Могут ли фотоны двигаться быстрее света?» . Новый учёный . 126 (1711): 32. Бибкод : 1990NewSc.126...32B .
- ^ Крамер, Дж. Г. (декабрь 1990 г.). «Сверхсветовые фотоны» . Аналоговый журнал научной фантастики и фактов . Проверено 26 ноября 2009 г.
- ^ «Секрет вакуума: более быстрый свет» . Новости науки . 137 (19): 303. 1990.
- ^ Перейти обратно: а б Либерати, С.; Сонего, С.; Виссер, М. (2002). «Сигналы быстрее, чем c , специальная теория относительности и причинность». Анналы физики . 298 (1): 167–185. arXiv : gr-qc/0107091 . Бибкод : 2002АнФиз.298..167Л . дои : 10.1006/aphy.2002.6233 .
- ^ Брюнетон, Ж.-П. (2007). «О причинности и сверхсветовом поведении в классических теориях поля. Приложения к теориям k -эссенции и МОНД-подобным теориям гравитации». Физический обзор D . 75 (8): 085013. arXiv : gr-qc/0607055 . Бибкод : 2007PhRvD..75h5013B . doi : 10.1103/PhysRevD.75.085013 .
- ^ Милонни, П.В.; Свозил, К. (1990). «Невозможность измерения передачи сигналов быстрее, чем c , с помощью эффекта Шарнхорста» (PDF) . Буквы по физике Б. 248 (3–4): 437. Бибкод : 1990PhLB..248..437M . дои : 10.1016/0370-2693(90)90317-Y .