¿Es cierto el experimento del “pulso láser” en el Instituto de Investigación NEC en Princeton?

Hay un núcleo de verdad en los artículos de noticias, pero solo eso. Este resultado particular causó suficiente revuelo que NEC publicó un informe en un intento por aclarar los resultados del experimento: http://www.nec.co.jp/press/en/00…

En resumen, un pulso de luz tiene dos velocidades. La velocidad del pulso total se conoce como la velocidad del grupo , mientras que la velocidad de los frentes de onda individuales que componen el pulso es la velocidad de fase . En el vacío, las velocidades de grupo y fase son idénticas e iguales a la velocidad de la luz conocida, c . En un medio dispersivo *, sin embargo, las dos velocidades pueden divergir. La mayoría de los medios dispersivos también tienen uno o más rangos de longitud de onda que exhiben una dispersión anómala , donde la relación entre las velocidades de grupo y de fase es algo así como wacko (término técnico). Normalmente, la velocidad de la luz en la materia aumenta a medida que aumenta la longitud de onda (de modo que la luz roja, por ejemplo, viaja a través del vidrio más rápidamente que la luz azul). Pero en una región de dispersión anómala, lo contrario es cierto. Si realiza los cálculos, encontrará que en esas regiones, una o ambas velocidades pueden tener una magnitud mayor que c , y la velocidad del grupo puede volverse negativa (lo que significa que el pulso parece llegar a su destino antes de abandonar la fuente) !).

Sin embargo, esto no causa ningún problema con la relatividad especial, porque es realmente una especie de ilusión. Imagina que estás en un tren, en el último automóvil. Cuando el tren sale de la estación, hay dos personas de pie en la plataforma con cronómetros, uno cronometrando el tiempo que le lleva al tren llegar de esta estación a la siguiente, y uno el tiempo que demora en llegar de esta estación. estación a la siguiente. El primero comienza su vigilancia justo cuando la punta del tren pasa por el extremo de la plataforma; el segundo comienza su reloj justo cuando su nariz pasa al final de la plataforma. Durante su viaje, camina desde la parte posterior del tren, a través de los autos, hasta que llega al frente. Al llegar a la siguiente estación, los dos cronometradores están de pie en la plataforma (usaron un helicóptero), y detienen sus relojes tal como los iniciaron: el primero que detiene su reloj cuando la nariz del tren pasa el final de la plataforma, y ​​el segundo parando su reloj ya que su nariz hace lo mismo. Lo que descubren es que el tiempo transcurrido registrado por el segundo cronómetro es menor que el registrado por el primero. Es decir, por algún milagro, le tomó menos tiempo para llegar de una estación a la otra que tomar el tren para hacerlo. ¿Cómo pudo suceder eso? En una especie de movimiento de mano, esto es lo que sucedió durante los experimentos de NEC.

En los experimentos de NEC, prepararon una celda de vapor de cesio de tal manera que exhibió una cantidad extrema de dispersión anómala, lo que condujo a una gran velocidad grupal negativa. Así que la noticia aquí no es que midieron una velocidad de grupo mayor que la velocidad de la luz; muchas personas lo han hecho antes. La noticia es que establecen un registro de la magnitud del efecto.

* Un medio dispersivo es aquel que tiene un índice de refracción que varía con la longitud de onda de la luz (o radiación electromagnética en general). En realidad, toda la materia es dispersiva, aunque la cantidad de dispersión varía de un material a otro.