科学家**减缓**了**光**在**空气**中**传播**的**速度**

"光速更快"现在可能是一个相对的说法
Photon race rendering
两束光子,或光粒子,正在接近用于确定光在空气中能否以不同速度传播的终点线。插图由格拉斯哥大学提供

光在空气中传播的速度约为每秒299,000,000米,这是一个公认的常数,直到现在都没有受到质疑。通过操纵单个光粒子在自由空间中的传播,研究人员发现了一种减慢光在空气中传播速度的方法。

科学家们很早就知道光在不同介质(如水或玻璃)中传播的速度,以及如何减慢这种速度。但格拉斯哥大学和赫里奥特-瓦特大学的研究人员决定将这一概念进一步发展,看看光在穿过气体时的速度是否可以改变。

为了实现这一点,团队决定研究单个光粒子,即光子。“用单个光子进行测量是你所能做的最清晰的实验,”格拉斯哥大学的物理学教授、该研究的主要作者之一Jacquiline Romero告诉《大众科学》杂志。该小组希望明确地确定不同的光子根据它们在光束结构中的位置具有不同的速度。根据光子在光束中的位置,它具有较慢或较快的相对速度。这就像一群跑步者:即使队伍保持在一起,跑在前面的人必须不断地比旁边或后面的人跑得更快。格拉斯哥大学的另一位研究主要作者Daniel Giovannini说,研究人员很早就知道这一点,但团队想知道“落后者”中的光子到底有多慢。

Romero说,实验的目的是测量单个光子的到达时间。为此,研究人员将一个光子通过一个过滤器,改变了光子的结构。然后,他们将这个光子的速度与一个非结构化的光子进行了比较。研究人员能够将结构化光子通过空气的速度减慢0.001%,这似乎非常小,但这个数值并非偶然。“我们不得不尝试并说服自己,这是可以做到的,而且是真的,”Giovannini说。他和Romero说,他们预计结果将存在争议,一些人认为结论显而易见,而另一些人则认为这是一个突破性的实验。

该研究于1月23日发表在《科学快报》上。Romero说,接下来,他们希望使用相机和经典光而不是单个光子来进行实验。该团队还希望将他们的发现扩展到声波。至于实际应用,Romero说这项研究的影响主要体现在显微镜光学器件的使用上。

 

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