Невероятные факты Тех, кто коротает свои дни в мечтах о путешествии в далекое прошлое, эта новость разочарует. Ученые утверждают, что им удалось доказать, что даже единственный фотон подчиняется теории Эйнштейна о том, что ничего не может передвигаться быстрее, чем скорость света, таким образом, путешествие во времени невозможно. Их результаты близки к теме десятилетней дискуссии о скорости одного фотона, основной ячейки света.
"Полученные выводы дополняют наши знания о том, как движется фотон. Они также подтверждают данные о верхней границе того, насколько быстро распространяется свет", - говорит ведущий профессор исследования из Гонконгского университета науки и технологии (HKUST) Шенгван Ду (Shengwang Du). "Продемонстрировав, что отдельные фотоны не могут двигаться быстрее скорости света, мы, тем самым, закрыли обсуждение вопроса о фактической скорости информации, которую несет один фотон".
Профессор Ду и его команда обнаружили, что один фотон подчиняется законам движения во Вселенной. Эйнштейн говорил о том, что скорость света и есть основной закон движения во Вселенной или, проще говоря, ничего не может двигаться быстрее света. Команда HKUST была первой в своем роде, которой удалось показать, что оптические "прекурсоры" существуют и на однофотонном уровне, и что они являются самыми быстрыми частями однофотонной волны даже в так называемых "сверхсветовых" пространствах (в которых скорость быстрее, чем скорость света).
Давней человеческой мечте о путешествии во времени десять лет назад был дан определенный толчок, когда были открыты сверхсветовые оптические импульсы, становящиеся реальностью в конкретных средах. Но позднее ученые поняли, что это только визуальный эффект, поскольку сверхсветовая скорость группы фотонов не может быть использована для передачи какой-либо реальной информации.
Затем исследователи возложили надежду на одиночные фотоны из-за возможности того, что один фотон может быть в состоянии двигаться быстрее. В связи с отсутствием информации относительно скорости одного фотона, эта тема также обсуждалась среди физиков. Чтобы противостоять этой тупиковой ситуации, группа профессора Ду измерила конечную скорость одного фотона при помощи управляемых сигналов.
Исследователям не только удалось произвести один фотон, но также они смогли отделить оптические "прекурсоры" (волнообразно движущиеся частицы в передней части светового импульса) от остальной части волнового движения фотона. Чтобы проделать это, они произвели пару фотонов, а затем один из них прошел через лазерное охлаждение атомами рубидия (эффект называется электромагнитно-индуцированная прозрачность). Таким образом, им впервые удалось лицезреть оптические "прекурсоры" одного фотона.
Ученые обнаружили, что, будучи самой быстрой частью фотона, волна прекурсора всегда движется со скоростью света в вакууме. Они выявили, что один фотон передвигается не быстрее, чем скорость света в любой диспергирующей среде и может запаздывать до 500 наносекунд в других средах. Даже в сверхсветовой среде, где групповая скорость движения частиц быстрее, чем скорость света в вакууме, у основной части одного фотона нет возможности передвигаться быстрее своего прекурсора.
