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超光速是什麽概念

超光速是什麽?

源自於相對論中於局域物體不可超過真空中光速c的推論限制,光速(真空中大約為3億米/秒,光速定義值c=299792458m/s=299792.458km/s)成為許多場合下速率的上限值。在此之前的牛頓力學並未對超光速的速度作出限制。除非世上存在自旋超過5的粒子,不然是不可能達到的。(因為超光速超越了光速)

真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。光速不變原理,在狹義相對論中,指的是無論在何種慣性系(慣性參照系)中觀察,光在真空中的傳播速度都是壹個常數,不隨光源和觀察者所在參考系的相對運動而改變。這個數值是299,792,458 米/秒。

超光速的特點

顯然在壹定的情況下(如反常色散很強的介質)可以出現負的群速度,此時,光脈沖在介質中傳播比真空中花的時間短,其差ΔT = (L/v) - (L/c)達到絕對值足夠大時就可以觀察到“超光速”現象,即“光脈沖峰值進入介質以前,在另壹邊已經有脈沖峰出射了”(由王力軍原文譯)。

那麽這種超光速是不是違背因果律呢?我們仔細考查王的實驗就會發現,出射光脈沖雖然是在入射脈沖峰值進入介質之前出現的,但在這之前入射脈沖的前沿早已進入介質了,因此出射脈沖可以看作是由入射脈沖前沿與介質相互作用產生的。其實王的實驗重要意義正在於實現了可觀測的負群速度的這壹現象,而不是像媒體炒作的那樣發現了什麽“超光速”,負的群速度在這裏就不能理解為光的速度了,它也不是能量傳輸的速度。當然,這壹實驗本身就說明我們人類對光的認識又前進了壹步。對這個實驗的解釋只憑折射率與群速度的關系這個公式是遠遠不夠的,這其中包含了量子幹涉的效應,涉及到對光的本質的認識,揭開蒙在“超光速實驗”頭上的面紗,仍然是科學家們奮鬥的目標。