¿Se puede reducir la velocidad de un fotón a menos de la velocidad de la luz en condiciones de vacío?

Answer 1

Aparentemente si. En 2013, los investigadores lograron detener la luz durante un minuto entero. Sus hallazgos se publican aquí: Luz detenida y almacenamiento de imágenes por transparencia inducida electromagnéticamente hasta el régimen de un minuto.

¿Querías decir en vacío? No, no es posible, a pesar de la gravedad. Básicamente, si una partícula se “detiene”, eso significa que su velocidad de cuatro es paralela al campo del vector de coordenadas en su ubicación actual. Eso hace que su velocidad de cuatro velocidades. Pero los fotones se propagan a lo largo de trayectorias nulas y no temporales. QED

Ahora, podría pensar que la luz dirigida hacia el exterior justo en el horizonte del evento sería estacionaria, porque la luz que está justo por encima del horizonte del evento lleva un tiempo realmente largo para salir del pozo de gravedad. El problema es que las coordenadas de Schwarzschild realmente explotan en el horizonte de eventos, por lo que si las estás usando, entonces no puedes hablar de nada en el horizonte de eventos, no tiene sentido matemático. En otros sistemas de coordenadas, esta dificultad no se produce, pero tampoco hay un punto en el que aparezca que la luz pueda ser estacionaria. En pocas palabras: no puede ser.

Answer 2

A2A: No, no pueden. Una vez creados, se mueven inmediatamente a la velocidad c, hasta que son absorbidos por la materia (cargada). La teoría no nos permitirá ralentizarlos. Hay un “hack” llamado luz lenta. Es importante separar la luz de los fotones. El truco consiste en poner fotones en algún material donde se absorben y se vuelven a emitir. La absorción / reemisión lleva tiempo, pero el vuelo de fotones permanece a la misma velocidad.

Answer 3

No en vano, es un poco complicado. un vacío no es necesariamente un vacío. El estado de vacío con el que estamos familiarizados no es el único estado posible del vacío. Echemos un vistazo a algunas posibilidades.

Uno de los fenómenos cuánticos de la teoría del campo cuántico relativista reduce la velocidad de la luz en el vacío. Cuando un fotón se convierte momentáneamente en un par virtual de electrón-positrón, la conversión ralentiza el fotón un poquito. Como resultado, la velocidad de la luz sería más rápida si se evitara la formación de pares virtuales. Una geometría en la que se espera que ocurra esto está asociada con el efecto Casimir. El efecto Scharnhorst se produce cuando un fotón se desplaza entre dos placas conductoras cuyas superficies están colocadas muy cerca una de otra (sub-micrón o mejor). Cuando las placas conductoras están muy juntas, algunas de las parejas virtuales no pueden caber en el espacio entre ellas. El resultado es que la velocidad de la luz aumenta una pequeña cantidad (como 1 parte en 10 ^ 30 o 10 ^ 40). A medida que las placas se acercan, se elimina más espacio de fase para los pares virtuales, por lo que el aumento de velocidad aumenta a medida que las placas se mueven más juntas. Parece que esto no causa problemas con la casualidad, aunque todavía se está discutiendo.

Entonces, ¿qué tiene esto que ver con ir más lento que la velocidad de la luz en el vacío? Si agitáramos una varita mágica y facilitáramos que un fotón produjera pares virtuales, probablemente el resultado sería que la luz en ese vacío (excitado) viajaría más lentamente. Es bien sabido que campos eléctricos suficientemente grandes pueden causar la ruptura del vacío al proporcionar condiciones en las cuales algunos de los pares virtuales de electrones y positrones pasan a la realidad. En realidad, aquí hay una analogía con la forma en que la luz disminuye la velocidad de los materiales. Dado esto, parece posible que la velocidad de la luz en el vacío se reduzca (ligeramente) cuando el fotón pase a través de un enorme campo eléctrico. No sé si esto se ha resuelto formalmente, pero estoy bastante seguro de que si sucede, estamos hablando de campos enormes y pequeños cambios de velocidad.

Answer 4

No nunca.

La luz siempre se mueve a la misma velocidad: 300.000 km / s.

Esa es la velocidad de la luz en el vacío. En el agua, la velocidad de la luz es de 230.000 km / sy el aire es de 299.900 km / s … ¿Por qué en el agua o en el aire la luz parece moverse más lentamente? Eso es porque el aire y el agua tienen átomos. Un rayo de luz que entra en el agua (o aire) mueve los átomos del pensamiento.

Cuando un fotón colisiona con un átomo, normalmente el átomo reemite al fotón unos nanosegundos después. Es por eso que la luz en el agua o en el aire parece moverse lentamente pero en realidad no se mueve lentamente.

Si pongo un sensor ultra sensible después de un vaso de agua y pongo en la dirección opuesta, un láser puedo detectar con el sensor una señal ultra débil que emerge del agua a la velocidad de la luz. Son los fotones que no chocan con ningún átomo y pasan a través del espacio vacío entre las moléculas de agua. Después de eso, detectaré el resto de fotones que parecen moverse más lentamente (230.000 km / s).

Y ahora, imagínate por un tiempo … Eres una persecución de un policía espacial en una nave espacial a una banda de delincuentes que se están escapando en otra nave espacial. Tu nave espacial se mueve al 99.99% de la velocidad de la luz y los bandidos se mueven al 99.99999% de esa velocidad.

Ves que los bandidos escaparán. ¿Qué puedes hacer? ¡Eso es! Puedes destruirlos con tu rayo super-láser. Usted dispara su rayo láser y verá que se aleja de usted … Bueno. Verás que el rayo se aleja de ti a 300.000 km / seg, incluso si te mueves al 99.99% de esa velocidad. Y los bandidos verán que la luz se aproxima a la misma velocidad (300.000 km / s) incluso si se alejan al 99.99999% de la velocidad de la luz. Y cualquier otra persona (en movimiento o no) verá que la viga se mueve a 300.000 km / s.

Pero si todos ven el haz moviéndose a la misma velocidad (300.000 km / s). ¿Qué es diferente para cada persona? La respuesta es el tiempo. Esa es la clave de la relatividad de Einstein.

Answer 5

No estoy seguro de cómo funcionaría en el escenario descrito, pero la misma idea se puede aplicar a una situación cotidiana. Por ejemplo, en una guía de ondas no hay ningún problema real al observar el límite de la longitud de onda infinita a lo largo de la guía de ondas, que corresponde a los fotones detenidos. Sin embargo, todavía rebotarían entre las paredes de la guía de ondas (la misma dificultad se aplica también al escenario inicial).

Otro ejemplo es un cristal fotónico: una estructura con variación periódica de la función dieléctrica. Allí los fotones se pueden detener en el sentido de que la velocidad de su grupo será cero (a una energía particular).

Luego, está Anderson localización de la luz. En el caso ideal, esto corresponde al campo electromagnético que tiene un espectro discreto, que está lo más parado posible.

En el mundo real, sin embargo, las dos últimas opciones son bastante difíciles de implementar. Yo iría con la guía de onda.

Answer 6

Sí. Los átomos absorben fotones todo el tiempo. En cierto modo, eso técnicamente lo detiene.

Answer 7

Hay dos casos a considerar:

¿Se puede hacer que un fotón descanse (o se mueva a velocidad cero) y se quede un fotón?
No, la velocidad de la luz (fotón) es una constante.

¿Se puede hacer que un fotón descanse (o se mueva a velocidad cero) y no necesariamente se quede como fotón?
Sí, cada vez que una partícula submicroscópica absorbe un fotón, es como un fotón que se detiene y se convierte en parte de alguna otra partícula. Más tarde, cuando la partícula irradia el fotón, volverá a moverse a velocidad constante.

Answer 8

Anteriormente se sabía que los fotones disminuyen la velocidad solo en un medio, pero los nuevos experimentos muestran que la luz estructurada puede viajar más lento que la “c”, incluso en el vacío. Aqui esta el link:

Los fotones estructurados se ralentizan en el vacío.

Los científicos disminuyen la velocidad de la luz.

Gracias

Answer 9

Su pregunta aparentemente no ha sido contestada hasta ahora. No estoy seguro de poder hacerlo, pero pensando en voz alta diría que parece que la situación que está describiendo no se puede lograr. En general, el futuro de un fotón apunta hacia el centro del agujero negro, por lo que no importa cómo vaya, terminará ahí. No veo ninguna fuerza que actúe para crear el equilibrio descrito, su única atracción gravitacional entre el fotón y el agujero negro sin posibilidad de escapar, ni siquiera creo que se detenga en un punto y luego comience a caer como una bola porque no es nada empujar el fotón hacia arriba

Answer 10

Sucede todo el tiempo cuando la luz pasa a través del aire, vidrio, agua, etc. Es por eso que ocurre la refracción, etc.

Answer 11

Experimentos recientes muestran que los fotones pueden enfriarse súper en condiciones cercanas al vacío para formar el condensado de Bose-Einstein. La relatividad solo se ocupa del límite de velocidad máxima. Reducir la velocidad de los fotones no viola la relatividad.

Answer 12

La respuesta depende,

Si la pregunta significa la velocidad en relación con el espacio circundante, no se puede reducir la velocidad.

Si significa la velocidad como distancia / tiempo en una distancia específica, se puede reducir la velocidad, si la luz es doblada por una fuente de gravitación.