ความเร็วของแสงมักจะถูกบอกว่าคงที่ การทดลองใหม่แสดงให้เห็นว่าสิ่งนั้นอาจจะไม่จริง แม้ว่าจะอยู่ในระบบสุญญากาศก็ตาม บางครั้งแสงก็เคลื่อนตัวช้าลงเล็กน้อย

“งานวิจัยใหม่นี้เป็นงานที่น่าประทับใจมาก” Robert Boyd บอกกับ Science News เขาเป็นนักฟิสิกส์ทางด้านแสงจาก University of Rochester ในนิวยอร์ก เขาไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องกับงานศึกษาในครั้งนี้ เขาพูดถึงการค้นพบใหม่นี้ว่า “มันเป็นอะไรที่ดูเด่นชัดมาก คุณแปลกใจไหมว่าทำไมคุณถึงไม่คิดถึงมันมาก่อนเลย”

แสงเคลื่อนตัวเป็นทั้งอนุภาคและเป็นทั้งคลื่น โฟตอนเป็นชื่อที่ถูกกำหนดให้กับกลุ่มของอนุภาคที่มีขนาดเล็กที่สุดของแสง โดยที่ความเร็วสูงสุดของพวกมัน โฟตอนเคลื่อนตัวได้เกือบ 300 ล้านเมตรภายใน 1 วินาที ซึ่งเป็นความเร็วที่มากพอที่จะไปกลับดวงจันทร์ได้ในเวลาประมาณ 2.6 วินาที นักวิทยาศาสตร์รู้มาเป็นเวลายาวนานแล้วว่า พวกเขาสามารถทำให้โฟตอนของแสงช้าลงได้โดยการฉายพวกมันผ่านวัสดุจำพวกแก้วหรือน้ำ

แสงที่เคลื่อนตัวผ่านระบบสูญญากาศมักถูกสมมติอยู่บ่อยครั้งว่า มันจะเคลื่อนตัวที่ความเร็วสูงสุด ซึ่งสิ่งนี้ดูเหมือนจะเป็นที่เข้าใจได้ อย่างไรก็ตามในการศึกษาใหม่นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่า แม้ว่าจะอยู่ในระบบสูญญากาศก็ตาม แสงก็สามารถเคลื่อนตัวช้าลงได้

Miles Padgett เป็นผู้นำการศึกษานี้ เขาเป็นนักฟิสิกส์ทางด้านแสง ซึ่งเขาทำงานให้กับ University of Glasgow ในสก็อตแลนด์ เขาและทีมวิจัยของเขาได้แสดงให้เห็นว่า กุญแจสำคัญในการทำให้แสงช้าลงนั้นคือ การเปลี่ยนรูปแบบของคลื่นแสง Padgett ได้อธิบายสิ่งที่เขาทำลงในวารสารทางวิชาการระดับนานาชาติ Science เมื่อวันที่ 22 มกราคม

ทีมวิจัยของเขาได้ให้คู่ของโฟตอนทำการแข่งความเร็วกัน ตัวที่หนึ่งเคลื่อนตัวโดยไม่เปลี่ยนแปลงตลอดสายเคเบิ้ลที่ทำมาจากเส้นใยนำแสง อีกตัวหนึ่งให้ผ่านอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่คล้ายกับเลนส์ ซึ่งเลนส์จะเปลี่ยนแสง มันสามารถเปลี่ยนแสงที่กระจายออกให้เป็นจุดได้ โฟตอนตัวที่สองเคลื่อนผ่านอุปกรณ์หนึ่งที่สามารถเปลี่ยนรูปแบบของคลื่นและอีกตัวหนึ่งที่เปลี่ยนมันกลับเข้าสู่รูปแบบปกติของมันเอง

โฟตอนตัวแรกชนะการแข่งขันในครั้งนี้ โฟตอนตัวที่สองตามมาในเวลาห่างกันเพียงเล็กน้อย ความแตกต่างนั้นไม่ได้ใหญ่มาก แต่มันก็เพียงพอที่จะทำการวัดได้ เทคโนโลยีเกือบทั้งหมดไม่สามารถทำการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยนี้ได้ แต่มันอาจจะมีความสำคัญต่อนักวิทยาศาสตร์ที่ทำการศึกษาการกระตุ้นสั้นๆ ของแสงได้

“ฉันไม่รู้สึกแปลกใจที่ผลกระทบนี้ยังคงมีอยู่” Boyd บอกกับ Science News “แต่มันเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจที่ผลกระทบนี้มีความสำคัญอย่างมาก”

ที่มา:

A. Grant. “Speed of light not so constant after all.” Science News. Jan. 17, 2015.

S. Ornes. “Neutrinos not so fast.” Science News for Students. Nov. 9, 2011.

Original Journal Source: D. Giovannini et al. Spatially structured photons that travel in free space slower than the speed of light. Science.Published online January 22, 2015. doi: 10.1126/science.aaa3035