بیگ بنگ: هر کسی که در علوم ورزشی سر رشته داشته باشد می‌داند که اگر شما بدن نامتناسبی داشته باشید با سرعت کمتری می‌دوید. حال به نظر می‌رسد که این مورد حتی در مورد نور هم درست است، درحالی که فیزیکدانان تاکنون گمان می‌کردند که در هر شرایطی با سرعت ثابتی حرکت می کند.

به گزارش بیگ بنگ، البته این را می‌دانستیم که نور زمانی که از میان مواد مختلف عبور می‌کند سرعتش کاهش پیدا می‌کند. به این پدیده «شکست نور» گفته می‌شود و گاهی باعث ایجاد خطاهای دیداری زیبایی می‌شود، به عنوان نمونه زمانی که یک نی نوشیدنی را درون لیوان آبی قرار دهیم خواهیم دید که چنین به نظر می‌رسد که نی شکسته شده و قسمت بیرون آب جلوتر آمده است. اما سرعت نور در خلاء با مقدار کمی کمتر از ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه یک ثابت بدون تردید است که پایه و اساس بیشتر فیزیک نوین از جمله نظریه ی نسبیت آلبرت اینشتین را تشکیل می‌دهد. در واقع به اندازه‌ای مهم است که فیزیکدانان یک حرف جدا برای آن در نظر گرفته اند: c.

حال گروهی از پژوهشگران این ویژگی عجیب را با بررسی دو نوع از نورهای شکل داده شده آشکار کرده‌اند: پرتوهای بسل که شبیه حلقه های هم مرکز نور هستند و پرتوهای گاوسی که درحال حرکت گسترش می‌یابند. آنها از یک لیزر فرابنفش برای تولید یک جفت فوتون استفاه کردند و یکی از آنها را از میان یک فیلتر عبور دادند تا آن را به صورت یک پرتوی گاوسی یا بسل شکل دهند. سپس هر دو فوتون یک متر را تا پیش از برخورد با یک آشکار ساز حرکت کردند، دانش امروز ما می‌گوید که هر دو فوتون باید در یک زمان رسیده باشند اما فوتون شکل داده شده کمی تأخیر داشت!

این نتیجه کاملاً شگفت‌آور بود، زیرا که هردو فوتون در یک محیط و در شرایط کاملاً یکسان این فاصله را پشت سر گذاشته بودند پس بایستی در یک زمان به آشکارساز می‌رسیدند، چیزی که ما از نور انتظار داریم این است که اگر در هر شرایطی قرار گرفت که سرعت آن دچار کاهش شد پس از بازگشت به محیط خلاء دوباره با سرعت ثابت خود حرکت کند، ولی این بار نور در شرایط خلاء نیز با سرعتی کمتر از آنچه انتظار میرفت به حرکت خود ادامه داد.

یک پاسخ می‌تواند این باشد که برخی از نورها در یک پرتو شکل داده شده در مسیر نادرست حرکت می‌کنند –یعنی نسبت به مسیر مستقیم کمی به پهلوها حرکت می‌کنند. وارنز پادگت می‌گوید این کاملاً یک تصویر درست از پراکندگی انرژی درون پرتو نیست، اما راهی است برای تصور اینکه چه چیزی در حال اتفاق افتادن است. «من شخصاً فکر می‌کنم که آن یک مفهوم مفید است، اگرچه سخت‌گیری علمی ممکن است به آن روی خوش نشان ندهد.» با وجود این هنوز کتاب درسی فیزیک خود را پاره نکنید – این مفاهیم به نظر بسیار کوچک و ریز مقیاس می‌آیند و فقط آزمایش های کوتاه برد مشخصی را تحت تأثیر قرار می‌دهند که بر اندازه‌گیری های بسیار دقیق از زمان پرواز تکیه دارند. پادگت می‌گوید: «ما در حال به چالش کشیدن اینشتین نیستیم.»

اولف لئونهارد از مؤسسه عالی علوم وایزمن در شهر رخووت اسراییل می گوید: «نمودهایی از این تأثیر در دیگر آزمایش ها نیز دیده شده بود، اما هیچ‌کس قبلاً آن را به درستی درک و توصیف نکرده بود، این واقعاً اولین آزمایش شفاف است که سرعت فوتون ها در پرتوهای نور ساخت یافته مستقیماً اندازه‌گیری شده‌اند.» حال آن فیزیکدانانی که آن را درک کرده‌اند، ممکن است بتوانند از آن بهره‌برداری کنند. وی افزود: «من کاربردهای فوری در یک مسیر کوتاه را پیش‌بینی نمی‌کنم، اما پایه‌های مهم فیزیک همیشه مفاهیم و کاربردهایی در دراز مدت داشته است.»

باز نشر: سایت بیگ بنگ /محسن کرمی – نشریه دانشمند – شماره 620 – خرداد ۱۳۹4

منبع: newscientist