Ryhmä lukiolaisten ja korkeakoulujen opettajia ja opiskelijoita on lähettänyt äänipulsseja nopeammin kuin valo kulkee – ainakin yhden käsityksen mukaan valon nopeudesta.

Tulokset ovat Einsteinin suhteellisuusteorian mukaisia, joten älä odota tämän tutkimuksen johtavan ääntä käyttäviin avaruusaluksiin, jotka lentävät valoa nopeammin. Silti työ voi auttaa kannustamaan tutkimusta, joka lisää sähköisten ja muiden signaalien nopeutta aikaisempaa suuremmalla nopeudella.

Valon nopeuden vakiomittari on tyhjiössä kulkevan valon mittari. Tämä vakio, joka tunnetaan nimellä c, on noin 186 000 mailia sekunnissa, tai noin miljoona kertaa ilman äänen nopeus. Einsteinin työn mukaan aine ja signaalit eivät voi kulkea nopeammin kuin c.

PVC-tiede

Kuitenkin fyysikko William Robertson Keski-Tennessee State Universityssä Murfreesborossa yhdessä lukion kanssa opettaja, kaksi korkeakouluopiskelijaa ja kaksi lukiolaista, onnistui lähettämään äänipulsseja sen mukaan, miten katsot sitä, nopeammin kuin c käyttämällä vain muovista putkistoa ja tietokoneen äänikorttia.

”Tämä koe on todella perustutkimusta”, Robertson kertoi WordsSideKick.comille.

Avain heidän tulosten ymmärtämiseen, joka kerrottiin verkossa tammikuun 2 päivässä Applied Physics Letters -lehdessä, kuvittelee jokaista äänen tai valon pulssi sekoittuneiden aaltojen ryhmänä. Tämä pulssi nousee ja putoaa energian yli avaruuden keskellä olevan voiman huipun.

Robertson ja hänen kollegansa välittivät äänipulsseja äänikortilta silmukan läpi, joka on valmistettu PVC-putkistosta ja liittimistä laitteistosta kaupassa. Tämä silmukka hajosi ja yhdisteli sitten pienet aallot, jotka muodostivat jokaisen pulssin.

Tämä johti uteliamaiseen tulokseen. Kun tarkastellaan putkeen saapunutta ja sitten poistunutta pulssia, ennen kuin sisääntulevan pulssin huippu edes pääsi putkeen, poistuvan pulssin huippu oli jo poistunut putkesta.

Jos jokaisen nopeudet tässä kokoonpanossa äänipulssin muodostavat aallot otetaan yhteen, pulssin ”ryhmän nopeus” ylitti arvon c.

”Uskon, että tämä on ensimmäinen kokeellinen osoitus valoa nopeammin menevästä äänestä, ”Robertson sanoi. Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että on mahdollista lähettää sähköisiä ja tasaisia valopulsseja ryhmänopeuksilla, jotka ylittävät c.

Yleinen asia?

Robertson selitti, että tämä valoa nopeampi akustinen vaikutus on todennäköisesti yleinen, mutta huomaamaton.

”Silmukkasuodatin, jota käytimme, jakaa ja yhdistää sitten äänen kahdella eripituisella reitillä”, hän sanoi. ”Tällaisia” split-path ”-häiriöitä esiintyy usein jokapäiväisessä elämässä.”

Esimerkiksi: ”Kun äänilähde sijaitsee kovan seinän lähellä, osa äänistä saavuttaa kuuntelijan suoraan lähteestä, kun taas osa äänestä kulkee pidemmän reitin, joka palauttaa äänen seinältä. Äänet yhdistyvät kuuntelijaan ”, Robertson sanoi. Signaalien heikkous ja se, että mahdolliset erot ajoituksessa ovat hyvin pieniä, ”tarkoittavat, ettemme koskaan voi kuulla tätä vaikutusta”.

Mikään yksittäisistä aalloista, jotka muodostavat äänipulssit matkusti nopeammin kuin c. Toisin sanoen Einsteinin suhteellisuusteoria säilyi. Tämä tarkoittaa, ettei esimerkiksi voinut huutaa viestiä nopeammin kuin valo.

Silti tällä tutkimuksella saattaa olla tekniikan sovelluksia. Robertson selitti, että vaikka tietoa ei ole mahdollista lähettää nopeammin kuin valoa, näyttää siltä, että nämä tekniikat voisivat mahdollistaa valoa hitaampien signaalien reitittämisen elektronisissa piireissä nopeammin kuin aiemmin.

• Elämän pienet mysteerit
• Valo kulkee taaksepäin ja nopeammin kuin valo
• Tutkijat kyseenalaistavat luonnon peruslakeja
• Tutkijat sotkevat valon nopeus
• Suurimmat suositut myytit

Aiemmassa kokeilussa Robert Boyd Rochesterin yliopistosta käytti samanlaisia periaatteita kevyiden pulssien tekemiseen taaksepäin ja nopeampi kuin c.

Katso grafiikka tai animaatio

tai lue tarina.