Scharnhorst hatás

A Scharnhorst-effektus  egy hipotetikus kísérlet, amelyben a fényjel a fénysebességnél gyorsabban haladhat két egymáshoz közel lévő lemez között . A jelenséget Klaus Scharnhorst a Humboldt Egyetemről ( Németország ) és Gabriel Barton , a Sussexi Egyetemről ( Anglia ) jósolta. Scharnhorst a hatást a kvantumelektrodinamika matematikai elemzése alapján vezette le [1] .

Magyarázat

A Heisenberg-féle bizonytalansági elv szerint az üres teret, amelyet teljes vákuumnak gondolnak , valójában virtuális szubatomi részecskékkel töltik meg, amelyeket vákuum-ingadozásoknak neveznek . Amikor egy foton vákuumban mozog, kölcsönhatásba lép ezekkel a virtuális részecskékkel , és az abszorpció hatására elektron - pozitron pár keletkezhet . Ez a pár instabil, és gyorsan megsemmisül az elnyelthez hasonló foton kibocsátásával. Becslések szerint az elektron-pozitron pár formájában megjelenő fotonenergia élettartama jelentősen csökkenti a megfigyelt fotonsebességet vákuumban, mivel a foton szubfény sebességű részecskévé alakul . E következtetés alapján azt feltételezték, hogy a foton sebessége megnő, amikor a Kázmér-lemezek között mozog [2] . A lemezek közötti korlátozott tér miatt egyes vákuumban létező virtuális részecskék hullámhossza hosszabb, mint a lemezek közötti távolság. Ennek eredményeként a lemezek közötti virtuális részecskék sűrűsége kisebb lesz, mint a kívül lévő virtuális részecskék sűrűsége. Így a lemezek között mozgó foton kevesebb időt tölt a sebességét csökkentő virtuális részecskékkel való kölcsönhatásban. A végeredmény a foton sebességének növekedése lesz, és minél közelebb vannak a lemezek, annál gyorsabb lesz a fénysebesség. A várható hatás azonban minimális lesz. A két, 1 µm távolságra lévő lemez között áthaladó foton 10 -36 -kal növeli a sebességet [3] . A sebesség ilyen változása túl kicsi ahhoz, hogy a meglévő műszerekkel észlelhető legyen, ami jelenleg lehetetlenné teszi a Scharnhorst-effektus kimutatását.

Ok-okozati összefüggés

A fénysebességnél gyorsabban mozgó fotonok létezését megkérdőjelezték, mivel ez ok-okozati összefüggéseket sérthet, hiszen ebben az esetben az információ gyorsabban terjed, mint a fénysebesség [4] . Ugyanakkor több szerző rámutat arra, hogy a Scharnhorst-effektus nem vezethet ok-okozati paradoxonokhoz [4] [5] .

Jegyzetek

1. ↑ Eredeti publikáció a hatásról - G Barton, K Scharnhorst. QED párhuzamos tükrök között: c-nél gyorsabb vagy a vákuum által felerősített fényjelek  // J Phys  A : folyóirat. - 1993. - 1. évf. 26 . - 2037. o . - doi : 10.1088/0305-4470/26/8/024 . , a legújabb a K Scharnhorst. A fény sebessége módosított QED vákuumban  (határozatlan)  // Annalen Phys. - 1998. - T. 7 . - S. 700-709 .
2. ↑ Új tudós: Tudnak a fotonok „gyorsabban haladni, mint a fény”?
3. ↑ Tudományos hírek: A vákuum titka: Gyorsabb fény .
4. ↑ 1 2 S. Liberati, S. Sonego és M. Visser. Gyorsabb, mint c jelek, speciális relativitáselmélet és oksági összefüggés // Annals Phys  .   : folyóirat. - 2002. - 20. évf. 298 . - 167-185 . o .
5. ↑ Jean-Philippe Bruneton. A kauzalitásról és a szuperluminális viselkedésről a klasszikus térelméletekben. Alkalmazások a k-essence elméletekhez és a MOND-szerű gravitációs elméletekhez  //  Phys Rev D  : Journal. - 2007. - Vol. 75 . - doi : 10.1103/PhysRevD.75.085013 .