自由空間において光の速度は一定でないことが、初めて証明される

掲載日：2015年1月27日

　グラスゴー大学などの研究者チームが、自由空間（物質が存在しない空間）を移動する光を減速させることに初めて成功した。これまで、真空中の光の速度は、一定不変の物理的尺度とされてきたが、今回の結果はその前提を覆すものだ。

　研究チームは、光子（フォトン）を液晶マスク（liquid-crystal mask）装置に通して形状を変化させ、形状が変化していない光子と速さを競わせる実験を行った。その結果、形状が変化したほうの光子は、1mの移動距離において最大20波長分の遅れが観測された。これは、光が自由空間において減速しうることを示す初めての実験結果だ。

　自由空間中の光の速度は、秒速2億9,979万2,458mであり、この速度は一定不変とこれまで考えられていた。光は、水やガラスの中を通過する間は減速するが、通過した後は再び光速に戻る。しかし今回の実験では、光子はマスクを通過した後も、やや減速した状態を維持した。

　グラスゴー大学の光学研究グループに属するマイルズ・パジェット教授が指揮し、エディンバラにあるヘリオット・ワット大学と共同で実施された今回の研究は、『Science』誌のオンライン先行掲載版「Science Express」に発表された。

　研究チームは今回の実験について説明するのに、光ビームのふるまいを、自転車レースの集団の走りにたとえている。
光は、「粒子」と「波」の両方の性質を併せもつため、個々の光子の形状を「波」として変化させる一方、ふたつの光子の移動速度を「粒子」として競わせることが可能だ。

　自転車レースの集団は、全体としては一定速度で移動していても、個々の選手は集団内での順位を入れ替えつつ、各自異なるスピードで走っている。同じことが光にも当てはまり、1本の光ビームは複数の異なる速度で構成されている。
すなわち、1本の光ビームは、自転車レースの集団と同様、全体としては光速で移動しているが、「選手」にあたる個々の光子の速度はそれぞれ異なるわけだ。

　「構造化した光ビームにわれわれがもたらした遅れは、1mの伝搬距離で数マイクロメートルと小さい。しかし、それは有意な遅れだ」と、研究の筆頭著者のひとりであるダニエル・ジョヴァニーニは述べる。

　ただし重要なことは、この実験結果が短距離にしか適用されない点だ。研究チームは、光ビームの生成に用いるレンズが大きく、また光の移動距離が短い場合に、減速の効果が最大になると説明している。

相対性理論が書きなおしが必要になる、ありえない、

世の中には憂き世離れした仕事してる人もいるんだな。やがてはそれが人々の
ためになるのかもしれないけど。時間に追われてあっち行ったりこっち行った
りしてる仕事してる者から見ると、文字通り異次元のふわふわした仕事に思え
るな。

>>1
＞今回の研究結果は、宇宙の仕組みに関するわれわれの基本的理解にまで変化をもたらすことはないが

いや、普通に変化をもたらすんじゃないか？

宇宙理論の基軸である「相対性理論」は、「光速度不変の原理」の上に成り立ってるからな。

これを聞いて科学者の大多数は
「まあ何かの間違いだろ」
と思うだろうな

なんだネカフェの回線速度の話かと思って開いたら違った

>自由空間（物質が存在しない空間）を移動する光を減速させる
＞光の移動距離が短い場合に、減速の効果が最大になる
背反しているんじゃあるまいか

例外的すぎて
※ただし光の早さは一定とみなす
の一文で全て今まで通りに進む

箱根駅伝で予想外のチームが優勝した
宇宙でも同じ様なことが起こるとは何かほのぼのとしたものを感じる

光が変化したのではなく、空間がほかの原因で変化したとかじゃね。
重力がおおきくなったぶん。

どんまい。まあ、間違えることもあるさ。
今度はちゃんと実験してね。

マジレスすると光の速度は別に遅くなってもいい（光子に未知の物理が作用することになるが）
例えばループ量子重力理論は光は空間を進むにつれ速度が遅くなるとしている。
まあ、光速度が最高速度で無くなったら大問題だが

それよりも、1億光年くらいの距離を日帰りできる技術をとっとと開発してくれ

振幅してるのに

等速なわけ無いじゃんｗ
馬鹿なの？

光速不変の原理で、距離や時間は意味がなく全ては光速を基準にするって
話がもしかして変わるの？

ビームというのがミソだな
自然でない光は干渉によって遅延

したように見える

物質中で遅くなるのは屈折の原理上明らかだが、一度減速させられた光は物質から抜け出ても光速まで加速するのに時間差が有るって事なのかな？
全体で見ると光速が変わらないが、ってな
近接場光のように、物質内で遅くなってる光の状態が滲み出てる範囲が有るのかも

これが本当で他所でも同じ結果が報告されたら
光の性質を記述する分野
光学、電磁気、波動論、相対論、量子論、素粒子物理に修正をせまることになる。

近距離でしか起きないのは干渉による作用であることを裏付けてるね

自遊空間しかイメージできない

・質量がないのに減速
・何の影響もない自由空間で速度が異なる


これが分からない
群速度の見間違えとかじゃねえの

たまには
ゆっくり進んだって
いいじゃない

みつwo

本当なら確実にノーベル賞

結局、群速度ってやつの話なんでしょ？
光の速度は一定だけど群速度が遅れる、なんて話なんでしょ？

>>1

　要は、光は疲れて遅くなるということでOK！（笑）

光子の形状を変化させると速度が遅くなる？
それは単に抵抗が増えるからだな

つまりはエーテルの発見。。

今回の発見は相対論だけの問題ではないぞ
減速された光の速度が自由空間でも維持されるのは
波の性質としては常識はずれのこと
例えば水中の光が自由空間に出ると普通は光速度に戻る
速度が戻らないことは従来の波の記述が十分でないということになる
粒子では減速されたら速度は戻らないが光もこれと似た状態になっている
たとえ光の粒子性を考慮してもこうはならない

液晶マスクを通過させてる点で自由空間（物質が存在しない空間）ではないと思う。
光に偏光を与えているのだと思うがこれは物質によって変えられたことに相当するから。

ガリレオが始めて望遠鏡で土星を見たときのスケッチは
ずいぶん変なものだった
土星に輪が有る事を発見して問題解決

光について今後の研究に期待する