Skupina učitelů a studentů středních a vysokých škol přenášela zvukové impulzy rychleji, než světlo cestuje – alespoň podle jednoho chápání rychlosti světla.
Výsledky odpovídají Einsteinově teorii relativity, takže neočekávejte, že tento výzkum povede ke zvukem poháněným vesmírným lodím, které létají rychleji než světlo. Práce by přesto mohla pomoci urychlit výzkum, který zvýší rychlost elektrických a jiných signálů na vyšší úroveň než dříve.
Standardní metrikou rychlosti světla je rychlost světla ve vakuu. Tato konstanta, známá jako c, je zhruba 186 000 mil za sekundu nebo zhruba miliónkrát vyšší než rychlost zvuku ve vzduchu. Podle Einsteinovy práce nemůže hmota a signály cestovat rychleji než c.
Věda o PVC
Fyzik William Robertson na Státní univerzitě v Middle Tennessee v Murfreesboro spolu se střední školou učitel, dva vysokoškoláci a dva středoškoláci, dokázali podle toho, jak se na to díváte, přenášet zvukové impulsy rychleji než c pomocí více než plastového vodovodu a zvukové karty počítače.
„Tento experiment je skutečně suterénní věda,“ řekl Robertson pro LiveScience.
Klíč k porozumění jejich výsledkům, popsaný online 2. ledna v časopise Applied Physics Letters, si představuje každý pulz zvuku nebo světla jako skupina propletených vln. Tento puls stoupá a klesá s energií v prostoru, s vrcholem síly uprostřed.
Robertson a jeho kolegové přenášeli zvukové impulsy ze zvukové karty smyčkou vyrobenou z vodovodní trubky z PVC a konektorů z hardwaru ukládat. Tato smyčka se rozpadla a poté znovu zkombinovala drobné vlny tvořící každý puls.
To vedlo ke zvědavému výsledku. Při pohledu na puls, který vstoupil do potrubí a poté z něj vystoupil, než se vrchol vstupujícího impulzu vůbec dostal do potrubí, vrchol výstupu pulzu již opustil potrubí.
Pokud rychlosti každého z vln tvořících zvukový pulz v tomto nastavení jsou brány dohromady, „skupinová rychlost“ pulzu překročila c.
„Věřím, že toto je první experimentální ukázka zvuku, který jde rychleji než světlo, “Řekl Robertson. Minulý výzkum prokázal, že je možné přenášet elektrické a dokonce i světelné impulsy s rychlostí skupin vyšší než c.
Běžná věc?
Robertson vysvětlil, že tento akustický efekt rychlejší než světlo je pravděpodobně běžný, ale nepostřehnutelný.
„Filtr smyčky, který jsme použili, rozděluje a poté rekombinuje zvuk po dvou drahách s nestejnou délkou,“ řekl. „K takovému rušení„ rozdělené cesty “dochází v každodenním světě často.“
Například: „Když je zdroj zvuku umístěn v blízkosti tvrdé zdi, dostane se nějaký zvuk k posluchači přímo ze zdroje, zatímco nějaký zvuk cestuje delší cestou, která odráží zvuk od zdi. Zvuky se znovu spojují u posluchače, “řekl Robertson. Slabost signálů a skutečnost, že jakékoli výsledné rozdíly v načasování jsou velmi malé, „však znamenají, že bychom tento efekt nikdy neslyšeli.“
Žádná z jednotlivých vln tvořících zvukové pulsy cestoval rychleji než c. Jinými slovy, Einsteinova teorie relativity byla zachována. To znamená, že například nelze křičet zprávu rychleji než světlo.
Tento výzkum přesto může mít inženýrské aplikace. Robertson vysvětlil, že ačkoliv není možné posílat informace rychleji než světlo, zdá se, že tyto techniky umožňují směrovat signály pomalejší než světlo v elektronických obvodech rychleji než dříve.
- Životní malá tajemství
- Světlo cestuje zpět a rychleji než světlo
- Vědci zpochybňují základní zákony přírody
- Vědci se potýkají s Rychlost světla
- Největší populární mýty
V nesouvisejícím předchozím experimentu použil Robert Boyd z University of Rochester podobné principy, aby pulsy světla cestovaly dozadu a rychlejší než c.
Zobrazit grafiku nebo animaci
nebo si přečtěte příběh.
