Το φως έχει παράξενη συμπεριφορά όταν μετατοπίζετε αντίστροφα, υποστηρίζουν επιστήμονες: κινείται γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός. Δύο ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες παρουσίασαν στην επιστημονική επιθεώρηση Science, την αντι - διαισθητική συμπεριφορά του φωτός, που παρατηρήθηκε σε δύο πολύ διαφορετικά πειράματα. "Πρόκειται για τόσο ασυνήθιστη συμπεριφορά, που πρέπει να δώσουμε μεγάλη σημασία", λέει ο καθηγητής Ρόμπερτ Μπόιντ, εμπειρογνώμονας οπτικής στο πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ στη Νέα Υόρκη. Ο Μπόιντ και οι συνεργάτες του προκάλεσαν ένα περίεργο τέχνασμα χρησιμοποιώντας οπτική ίνα επενδυμένη με το χημικό στοιχείο έρβιο, το ίδιο είδος ίνας που χρησιμοποιείται στις τηλεπικοινωνίες.
Το φως έχει παράξενη συμπεριφορά όταν μετατοπίζετε αντίστροφα, υποστηρίζουν επιστήμονες: κινείται γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός. Δύο ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες παρουσίασαν στην επιστημονική επιθεώρηση Science, την αντι - διαισθητική συμπεριφορά του φωτός, που παρατηρήθηκε σε δύο πολύ διαφορετικά πειράματα. "Πρόκειται για τόσο ασυνήθιστη συμπεριφορά, που πρέπει να δώσουμε μεγάλη σημασία", λέει ο καθηγητής Ρόμπερτ Μπόιντ, εμπειρογνώμονας οπτικής στο πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ στη Νέα Υόρκη. Ο Μπόιντ και οι συνεργάτες του προκάλεσαν ένα περίεργο τέχνασμα χρησιμοποιώντας οπτική ίνα επενδυμένη με το χημικό στοιχείο έρβιο, το ίδιο είδος ίνας που χρησιμοποιείται στις τηλεπικοινωνίες.
Διαχώρισαν μία φωτεινή ακτίνα λέιζερ, διοχετεύοντας τη μία ακτίνα μέσω της οπτικής ίνας και επιτρέποντας στην άλλη να ταξιδέψει χωρίς κάποια αλληλεπίδραση. Αρκετά παραδόξως, η κορυφή της πρώτης ακτίνας βγήκε από την άλλη πλευρά της οπτικής ίνας, γρηγορότερα από την κορυφή της ακτίνας σύγκρισης. Ακόμη πιο περίεργα, η εξερχόμενη ακτίνα δραπέτευσε πριν ακόμη η κανονική ακτίνα εισαχθεί στην ίνα. Αυτό που είχε συμβεί ήταν ότι μόλις η κορυφή της αρχικής ακτίνας μπήκε στην ίνα, η ίνα κλωνοποίησε αμέσως μία παρόμοια ακτίνα (παλμό) οδηγώντας την στο άλλο άκρο. Η κλωνοποιημένη κορυφή βγήκε πριν η δεύτερη ακτίνα του αρχικού λέιζερ εισαχθεί στην οπτική ίνα.
Ταυτόχρονα, ένας άλλος κλωνοποιημένος παλμός λέιζερ εκτοξεύθηκε προς το πίσω μέρος της οπτικής ίνας, ώστε να αναιρέσει την αρχική. Τελικά, ένας παλμός εισήχθη και ένας προέκυψε, αλλά με αυτό το συγχρονισμό εμφανίστηκε να παραβιάζει το φυσικό όριο ταχύτητας του φωτός. Για να εξετάσει εάν ο σφυγμός ταξίδευε, όπως φάνηκε, προς τα πίσω, η ερευνητική ομάδα μίκραινε την ίνα μερικά εκατοστόμετρα κάθε φορά και επαναλάμβανε το πείραμα. Με την προσθήκη των πειραμάτων στη σειρά, πρόσεξαν την προς τα πίσω κίνηση της ακτίνας. Η ίδια η ίνα, κατέληξαν, αναδημιούργησε αμέσως την ακτίνα (παλμό) λέιζερ στο απώτερο άκρο, στέλνοντας ταυτόχρονα έναν άλλο παλμό προς τα πίσω.
Γερμανοί ερευνητές, από το πανεπιστήμιο της Καρλσρούη, έκαναν μια παρόμοια παρατήρηση σε ένα ανεξάρτητο πείραμα. Ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Γκούναρ Ντόλινγκ, έστειλε έναν παλμό φωτός μέσω υλικού, οι ασυνήθιστες ιδιότητες του οποίου επιτρέπουν την καμπύλωση του φωτός, με απροσδόκητους τρόπους. Ο Ντόλινγκ και οι συνεργάτες του επιβεβαίωσαν επίσης την προς τα πίσω κίνηση του φωτός, συμπεριφορά που την χαρακτήρισαν "γρηγορότερη από το φως", όπως και η ερευνητική ομάδα του Ρότσεστερ. "Η διάδοση των φωτεινών κυμάτων μέσω υλικών διασποράς οδηγεί συχνά να εκπλήξει ή σε αντι - διαισθητικές συμπεριφορές", παρατηρεί ο Ντόλινγκ, που αναφέρεται στη διασπορά ως τη δυνατότητα ενός υλικού να διαχωρίσει το φως σε διαφορετικά μήκη κύματος, ή χρώματα. Αυτά και άλλα πειράματα με το παράξενο φως είναι τώρα πια δυνατά λόγω:
- των νέων υλικών διασποράς του φωτός,
- της πιό ευαίσθητης τεχνολογία που ανιχνεύει τη συμπεριφορά του φωτός,
- το ενδιαφέρον των ερευνητών της οπτικής, που δείχνουν περισσότερο παρατηρητικότητα για την παράξενη συμπεριφορά του φωτός σε περίεργα υλικά.
"Και σκεφτείτε, πως μερικά χρόνια πριν οι άνθρωποι δεν ήταν εξοικειωμένοι με τις έννοιες του αργού και γρήγορου φωτός", καταλήγει ο Μπόιντ.
Observation of Backward Pulse Propagation Through a Medium with a Negative Group Velocity
Simultaneous Negative Phase and Group Velocity of Light in a Metamaterial
Light's Most Exotic Trick Yet: So Fast it Goes ... Backwards? (με ενδιαφέροντα βίντεο)
