Işık hızını yavaşlatmanın üç yolu vardır, ancak ışık hızının ve sabit ışık hızının doğasını inkar etmez.
En hızlı sabit ışık hızı, modern fiziğin temel kaldıracıdır Einstein'ın genel görelilik teorisi bu kaldıracı kurduğundan beri, 100 yıllık testlerden sonra giderek daha kırılmaz hale geldi.
Ancak birçok insanın böyle bir sorusu var, ışık hızını yavaşlatmanın bir yolu var mı?
Elbette, hiçbir koşul belirlenmemişse en az üç yöntem vardır.
İlk yöntem çok kolaydır, farklı ortamlar farklı ışık hızlarına ulaşabilir.
Sabit ışık hızının kesin değeri saniyede yaklaşık 300.000 kilometre olan 299792458 m / s'dir. Ancak bu tür bir hız, bir boşlukta, farklı ortamlarda, ışık hızının farklı hızlara sahip olduğu, ancak hepsinin daha yavaş olduğu anlamına gelir.
Bu nedenle ışık hızını yavaşlatmak için farklı ortamlarda sağlanabilir.
Işığın iletim hızı camda saniyede yaklaşık 200.000 kilometre, alkolde saniyede yaklaşık 220.000 kilometre, suda yaklaşık 225.000 kilometre ve buzda saniyede yaklaşık 230.000 kilometredir.
Havanın ışığa kırılma indisi 1.0008'dir, dolayısıyla ışığın havada yayılma hızı 299792458 / 1.0008 = 299552816m / s'dir.
Bu nedenle, havadaki ışığın hız zayıflaması, vakumda olduğu gibi genellikle önemsizdir, genellikle saniyede yaklaşık 300.000 kilometre kullanılır.
Öyleyse bu dünyada vakumda ışık hızını yavaşlatan veya durdurabilen bir ortam var mı?
Birisi mutlak sıfırın ışığı dondurabileceğini öne sürdü.
Mutlak sıfır, sıfır Kelvin olarak da adlandırılan termodinamik sıcaklık 0 K'dir ve bağıl Santigrat derece -273,15 ° C'dir.
Mutlak sıfır ışığı dondurabilir mi? elbette.
Modern fiziğin iki tavanı olduğunu biliyoruz, biri ışık hızının sınırıdır, bu dünyada ışık hızına ulaşıp geçemezse, en küçük parçacık bile çalışmayacaktır; diğeri ise dünyamızın teorik olarak en düşük sıcaklığı olan mutlak sıfırdır. Gerçekleştirilebilir demek imkansız, yani başarmak imkansız.
Bu iki tavan mevcut teorik çerçeve altında kırılamaz.
Ulaşılması imkansız olduğu için mutlak sıfırın ışığı dondurabileceğini düşünse bile elde edilemez.
Aslında teorik olarak, mutlak sıfırın hiçbir şekilde donma ışığı kadar basit olmadığına, aksine bir ölüm sembolü olduğuna inanılmaktadır.
Sessizlik, belli bir yaratığın ya da şeyin ölümü değil, her şeyin ortadan kaybolmasıdır.
Mutlak sıfıra ulaşıldığında, fotonların donacağı değil, foton olmaması, yoğunluğun sıfır olması, uzay sıfır olması, hareketin durması, tüm dünya gitmesi ve bizim gibi gözlemcilerin olmamasıdır.Mevcut tüm teoriler ve yasalar Başarısız olursa, dünyaya hakim olan dört temel güç yok olur Fotonun donmuş olup olmadığını kim gözlemleyecek ve anlayacak? Teoride önemli değil, onu nasıl dondurabilirsin?
Bu nedenle, bu "dondurma" yöntemi üç yöntemde yer almamaktadır.
Yani bu, boşlukta yavaşlamanın bir yolu olmadığı anlamına mı geliyor? Açıkçası durum böyle değil.Bazı bilim adamlarımız, bir boşluktaki ışık hızının yavaşlatılabileceği özel bir ortam yaratmak için deneyler yaptılar.
Aslında mutlak sıfır olmak zorunda değildir, madde mutlak sıfıra çok yakın olduğu zaman tuhaf değişiklikler meydana gelecektir.
Bose ~ Einstein yoğunlaşması gibi.
Işığı yavaşlatmanın ikinci yolu budur.
Sözde Bose ~ Einstein yoğunlaşması, Bose ve Einstein'ın 1924'te teorik olarak tahmin ettikleri bir madde halidir. Sıcaklık yeterince düşük olduğunda ve atomların hareketi yeterince yavaş olduğunda, en düşük enerjide toplanacaklarına inanıyorlardı. Aynı kuantum durumunda, tüm atomlar bir atom gibidir ve fiziksel özellikleri tamamen aynı olacaktır.
Bose-Einstein yoğunlaşması, özellikle bozon atomlarının soğuktan mutlak sıfıra yakın hale geldiklerindeki durumuna işaret eder.
Bu sıcaklık ne kadar düşük?
Kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu yaklaşık 2,7K'dır, bu da yaklaşık -270,45 ° C'dir.Bilim adamları, evrendeki en soğuk Jili Rod Bulutsusu'nun sıcaklığının yalnızca 1K olduğuna inanmaktadır.
Ancak şu anda insanlar, Uluslararası Uzay İstasyonunda -273.149999999999 ° C'lik bir sıcaklık üretti; bu, mutlak sıfırdan yalnızca 0.00000000001 ° C uzaklıkta, bu da Kelvin'in trilyonda biri ila mutlak sıfırdır.
Bose-Einstein yoğunlaşması bu ultra düşük sıcaklık durumunda elde edilir (donmakta olan bozona bağlı olarak sıcaklık da farklıdır).
Çok düşük sıcaklıklarda bozonların özellikleri, maddenin katı, sıvı, gaz ve plazma hallerinden sonra beşinci hali olarak kabul edilen gaz veya süper akışkan halini (fiziksel hal) sunan temel değişikliklere uğrar.
Bu dünyada yüzlerce parçacık keşfedildi.Uzun süreli araştırma ve anlayışla bilim adamları bozonlar ve fermiyonlar olmak üzere iki kategoriye ayrıldı.
Bozonlar Pauli dışlama ilkesini izlemezken, fermiyonlar bunun tersini yapar. Bozon spin kuantum sayıları 0, 1 ... tam sayılarıdır ve fermion spin kuantum sayıları 1/2, 3/2 ... yarım tam sayılardır.
İki tür bozon vardır: temel bozonlar temel olarak temel etkileşimleri aktaran gluonlar, fotonlar, z ve gravitonlar ile diğer parçacıklara enerji sağlayan Higgs parçacıkları, genellikle "Tanrı parçacıkları" olarak bilinir; bileşik bozonlar Mezonlar, döteronlar, helyum-4 vb. Dahil olmak üzere çift sayıda fermiyondan oluşur.
Fermiyonlar arasında leptonlar, nükleonlar ve nötronlar ve protonlar dahil hiperonlar bulunur.Tüm bunlar fermiyonlara aittir.Düşük sıcaklıkta fermiyon yoğunlaşmış hali özelliğine sahiptirler ve maddenin altıncı hali olarak kabul edilirler.
Ama fotonlar bozonlara aittir, bugün ışık hızının nasıl yavaşladığından bahsediyoruz, bu yüzden esas olarak fermiyonların yoğunlaşmış halinden değil, bozonların yoğunlaşmış halinden bahsedeceğiz.
Bilim adamları 1995 yılında Bose ~ Einstein yoğunlaşmasını yarattılar ve böylece iki bilim adamının öngörülerini yerine getirdiler.
Öyleyse, Bose ~ Einstein yoğunlaştırılmış durumunda fotonlar ne tür özellikler sergileyecek?
Bu özellik, kuantum mekaniğinin temel ilkesi olan belirsizlik ilkesine uygundur. Bu teori, bir parçacığın momentumu (veya hızı) ne kadar kesin olursa, konumu o kadar az kesin olur ve bunun tersi de geçerlidir. Son derece düşük sıcaklıklarda, bozon atomlarının momentumları çok küçüktür, bu nedenle konumları çok belirsizdir ve işgal edilen hacimleri büyük ölçüde artar.Atomik dalga fonksiyonları üst üste biner, üst üste biner ve bir Bose-Einstein yoğunlaşmasına dönüşür.
Bose-Einstein yoğunlaştırılmış maddesinin birçok ilginç özelliği vardır.Örneğin, çok yüksek bir optik yoğunluk farkına neden olurlar.Bu şekilde, lazer kullanımı atomik durumunu değiştirebilir, böylece belirli bir frekans ve kırılma indisi için keskin bir şekilde artar ve ışık hızı artar. Keskin bir şekilde düşer, saniyede birkaç metreye ulaşır ve hatta donar.
1999'da Danimarkalı fizikçi Lena Westgau Howe liderliğindeki bir ekip, bir ışık huzmesinin hızını saniyede 17 metreye düşürmek için süper akışkanı başarıyla kullandı. 2001 yılına kadar, bir ışın yapabildi. Işık tamamen donuyor.
Bu ışık yavaşlatma ve dondurma teknolojisi, aslında ışığın aşırı soğuk gazdan geçmesi ve Bose-Einstein yoğunlaşmış haldeki bu gaz parçacıklarıyla etkileşime girmesi nedeniyle ortaya çıkan bir fenomendir.Bu araştırma ışığı ve maddeyi ortaya çıkarmaktadır. Bazı etkileşim dönüşümü mekanizmaları, kuantum şifreleme ve kuantum hesaplama teknolojisinin geliştirilmesinde büyük öneme sahiptir.
Bose-Einstein yoğunlaşması çok karmaşık ve hatta anlaşılmaz bir süreçtir.Popüler bir bilim olarak, bu durumda ışık hızının yavaşlayabileceğini bilmemiz yeterlidir.
Elbette ışık hızının bu yavaşlaması, ışığın temel özelliklerinde bir değişiklik değil, fotonların belirli koşullar altında belirli yeni özelliklere sahip olduğunun keşfidir. Bu araştırma insanlığa yeni bir kapı açıyor ve bize yeni bir dünya getirecek.
Işığı yavaşlatmanın üçüncü yöntemi, ışığın gözlerimizde bir salyangoz haline gelmesi için insanların ışığı yakalayabilme hızını artırmaktır.
Elbette sözde "vizyon" un kendisinin ışığı yok, bu konuyu geçmişte defalarca açıklamıştım.İlgilenen arkadaşlar geçmiş zaman-uzay iletişiminde yayınlanan makalelere başvurabilirler.
İnsanların ışığı yakalayabilme hızının iyileştirilmesi, insan bilgeliğinin icat ettiği bir araçtır.
Günlük hayatımızda ışık hızı çok hızlı, bir saniyede birkaç kez dünyayı dolaşabilirsiniz Işık hızını nasıl yakalayabiliriz? Modern femtosaniye kamera teknolojisi, bizim için ışık hızını başka bir açıdan yavaşlatıyor.
Bir saniye çok kısa görünüyor, ancak modern teori ikinciyi uzun bir sayı dizisine böler.
1 saniye 1000 milisaniye, 1 milisaniye 1000 mikrosaniye, 1 mikrosaniye 1000 nanosaniye, 1 pikosaniye 1000 pikosaniye, 1 pikosaniye 1000 femtosaniye, 1 femtosaniye 1000 attosaniye, 1 attosaniye 1000'e eşittir Bin saniye 1000 bin saniyeye eşittir.
Bu mikroskobik zaman birimidir.
Femtosaniye fotoğrafçılığının anlamı, kayıt hızının femtosaniye başına 1 kare kadar hızlı olmasıdır Femtosaniye nedir? Saniyenin 1 katrilyonda biri.
Aslında, mevcut sözde femtosaniye teknolojisi o kadar yükseklere ulaşmadı. Raporlara göre, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki California Institute of Technology'deki araştırmacılar, saniyede 10 trilyon kare çekebilen, dünyanın açık ara en hızlı kamerası olan CalTech adlı yüksek teknolojili bir cihaz icat ettiler.
Bu, femtosaniye'den 100 kat daha yavaş, ancak pikosaniyeden 10 kat daha hızlıdır, bu nedenle pikosaniye ile femtosaniye arasındadır, bu nedenle bir femtosaniye kamera çağırmak abartı değildir.
Işık hızı saniyede yaklaşık 300 milyon metre ... Bu kamera saniyede 10 trilyon kare çekebiliyor, bu da fotoğrafın her karesindeki ışık hızının metrenin sadece yüz binde biri, 1 metre 1000 milimetre olduğu anlamına geliyor ... 100 çekim yaptım, böylece ışık ne kadar hızlı giderse gitsin, yakalanır ve açığa çıkar.
Burada bahsettiğim şey, ışığın hızının kendisinin yavaş olmamasıdır, ancak insanların gözleri kendi icatlarıyla daha hızlı hale geldiği için, göreceli olarak, bu kadar parlak gözlerle, ışığın hızı yavaş hareket eder.
Şimdi, bilim adamları hala bu hızın yavaş olduğunu düşünüyorlar ve bir gün gerçekten femtosaniye seviyesine, yani saniyede 1.000 trilyon kare çekim hızına ulaşacağını ve insanların önünde ışık hızını bir salyangozdan daha yavaş hale getireceğini umuyorlar.
Işık hızı hızlı olmasına rağmen, sürekli arayan insanların önünde onu yavaşlatmanın yolları vardır.
Bu yavaşlık, insanın ışık hızının doğası konusundaki anlayışını alaşağı etmedi.
Okuduğunuz ve hoş geldiniz tartışma için teşekkürler.
Zaman-uzay iletişimi orijinal telif hakkı, ihlal ve intihal etik olmayan davranışlardır, lütfen anlayın ve işbirliği yapın.
