90 مليون كيلومتر في الثانية. بخلاف ذلك، كل شيء طبيعي
تمارا تروبمان
وفقا لكتب الفيزياء المدرسية، لا شيء يمكن أن يتحرك بشكل أسرع من سرعة الضوء في الفراغ - 300 ألف كيلومتر في الثانية. تقول النظرية النسبية لأينشتاين أنه بمجرد أن يتحرك جسم أو شخص أو أي معلومات بسرعة أكبر من سرعة الضوء، سيتم انتهاك جميع قوانين الفيزياء وسيتم خلق موقف متناقض: سيكون الشخص قادرًا على العودة إلى الوراء. الوقت، قتل والده وبالتالي منع ولادته بيديه.
لكن في دراسة نشرت في العدد الأخير من مجلة "نيتشر" العلمية، أفاد باحثون أمريكيون أنهم تمكنوا من جعل نبضة ضوئية تكسر حاجز سرعة الضوء. هذه الحيلة، رغم كونها مربكة، لا تنتهك أي مبدأ فيزيائي.
أرسل الباحثون الدكتور ليجون وانغ وزملاؤه من معهد أبحاث NEC في برينستون نبضة من الضوء إلى خلية زجاجية مملوءة بغاز العنصر الكيميائي السيزيوم، وتسببت سلسلة من التفاعلات بين الاثنين في تحرك نبضة الضوء بسرعة أكبر 300 مرة من سرعتها في الفراغ.
ويقول الفيزيائي البروفيسور جاكوب بيكنشتاين من الجامعة العبرية إن الدراسة "تتناقض مع التأكيد الشائع، ولكن الخاطئ، على أنه لا يوجد شيء يمكن أن يتحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء". يعتقد معظم علماء الفيزياء اليوم أن نبضة الضوء - وهي عبارة عن مجموعة من موجات الضوء عديمة الكتلة بترددات مختلفة - يمكن أن تتجاوز سرعة الضوء في الفراغ.
يوافق وانغ على أن تجربته لا تؤذن بعصر جديد من السفر عبر الزمن. كما أن الطريقة التي قام بها هو وزملاؤه بتسريع سرعة نبض الضوء لن تكون قادرة على جعل سفينة فضائية تتجاوز سرعة الضوء، ولن يتمكن الشخص من إرسال معلومات إلى أصدقائه حول حادث مستقبلي.
لأنه في التجربة لم تمر أي معلومات بسرعة أعلى من سرعة الضوء في الفراغ، ولم يتم انتهاك أي من المبادئ الفيزيائية التي تفسر العالم كما نعرفه. النبضة الضوئية، كما ذكرنا، هي مجموعة من موجات الضوء بترددات مختلفة. في معظم الحالات، تنتقل موجة الضوء في الفراغ بشكل أسرع منها في المادة. وتسمى النسبة بين سرعة الموجة في المادة وسرعتها في الفراغ بـ "معامل الانكسار". يعتمد معامل الانكسار على تردد الموجة والتركيب الكيميائي والفيزيائي للمادة الوسيطة. كلما زاد معامل الانكسار، كلما كان انتقال الموجة عبره أبطأ. فالزجاج العادي، على سبيل المثال، لديه معامل انكسار يبلغ حوالي 1.5. ولكن إذا أضفت القليل من الرصاص إليه، فإنه يرتفع إلى 1.6.
ولتسريع نبضة الضوء، احتاج الباحثون إلى مادة ذات معامل انكسار منخفض، حتى تمر موجات الضوء من خلالها بشكل أسرع. قاموا ببناء غرفة زجاجية طولها ستة بوصات وملأوها بغاز السيزيوم. للسيزيوم خاصية خاصة: في نطاق تردد معين، فإنه يتسبب في تحرك موجات ذات ترددات مختلفة بسرعات مختلفة جدًا عن بعضها البعض.
وينقطع النبض عند مروره عبر الخلية، كما يحدث عند مرور أي نبضة ضوئية عبر أي وسط. ولكن على عكس ما يحدث عادة في الطبيعة، في نهاية الخلية، تم توحيد جميع الأطوال الموجية، وتم إنشاء نبضة ضوئية جديدة، تشبه تمامًا النبضة التي دخلت الخلية.
هذه التجربة هي واحدة من سلسلة تجارب في مجال أبحاث البصريات، والتي تظهر أن بعض نبضات الضوء يمكن أن تتحرك بشكل أسرع من سرعة الضوء في الفراغ، عندما يتم تمريرها عبر مواد خاصة. ووفقا للدكتور جون مارانجوس، من جامعة كينغز كوليدج في لندن، الذي كتب ورقة تعليق مصاحبة للدراسة، فإن الفيزيائيين كانوا ينتظرون طويلا لنتائج التجربة الجديدة، وقال إن التجارب السابقة جذبت اهتماما أقل بسبب الضوء المتسارع وكانت النبضات مشوهة عند خروجها من الغرفة، "لذلك كان من الصعب تفسير نتائجها".
{ظهر في صحيفة هآرتس بتاريخ 27/7/2000}
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~326934006~~~95&SiteName=hayadan
