Eine Gruppe von Lehrern und Schülern an Gymnasien und Hochschulen hat Schallimpulse schneller als Licht übertragen – zumindest nach einem Verständnis der Lichtgeschwindigkeit.
Die Ergebnisse stimmen mit Einsteins Relativitätstheorie überein. Erwarten Sie also nicht, dass diese Forschung zu schallgetriebenen Raumschiffen führt, die schneller als Licht fliegen. Dennoch könnte die Arbeit dazu beitragen, die Forschung voranzutreiben, die die Geschwindigkeit elektrischer und anderer Signale höher als zuvor erhöht.
Die Standardmetrik für die Lichtgeschwindigkeit ist die von Licht, das sich im Vakuum bewegt. Diese als c bekannte Konstante beträgt ungefähr 186.000 Meilen pro Sekunde oder ungefähr eine Million Mal die Schallgeschwindigkeit in der Luft. Laut Einsteins Arbeit können Materie und Signale nicht schneller als c.
PVC-Wissenschaft
sein. Der Physiker William Robertson an der Middle Tennessee State University in Murfreesboro und eine High School Der Lehrer, zwei College-Studenten und zwei Highschool-Studenten, haben es geschafft, je nachdem, wie Sie es betrachten, Schallimpulse schneller als c zu übertragen, indem sie nur ein Kunststoffrohr und die Soundkarte eines Computers verwendeten.
„Dieses Experiment ist wirklich eine grundlegende Wissenschaft“, sagte Robertson gegenüber LiveScience.
Der Schlüssel zum Verständnis ihrer Ergebnisse, der online am 2. Januar in der Zeitschrift Applied Physics Letters veröffentlicht wurde, ist die Vorstellung von jedem Schall- oder Lichtimpuls als Gruppe vermischter Wellen. Dieser Impuls steigt und fällt mit Energie über dem Raum, mit einem Spitzenwert in der Mitte.
Robertson und seine Kollegen haben Schallimpulse von der Soundkarte über eine Schleife aus PVC-Rohrleitungen und Steckverbindern von einer Hardware übertragen Geschäft. Diese Schleife teilte sich auf und kombinierte dann die winzigen Wellen, aus denen jeder Impuls bestand.
Dies führte zu einem merkwürdigen Ergebnis. Bei der Betrachtung eines Impulses, der in das Rohr eintrat und dann aus dem Rohr austrat, bevor der Peak des eintretenden Impulses überhaupt in das Rohr gelangte, hatte der Peak des austretenden Impulses das Rohr bereits verlassen.
Wenn die Geschwindigkeiten von jedem Von den Wellen, aus denen ein Schallimpuls in diesem Aufbau besteht, wird die „Gruppengeschwindigkeit“ des Impulses zusammengenommen c überschritten.
„Ich glaube, dies ist die erste experimentelle Demonstration, dass Schall schneller als Licht geht. „Sagte Robertson. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass es möglich ist, elektrische und sogar Lichtimpulse mit Gruppengeschwindigkeiten von mehr als c zu übertragen.
Häufig?
Robertson erklärte, dass dieser akustische Effekt, der schneller als Licht ist, wahrscheinlich alltäglich, aber nicht wahrnehmbar ist.
„Der Schleifenfilter, den wir geteilt und dann den Klang entlang zweier Pfade ungleicher Länge neu kombiniert haben“, sagte er. „Solche“ Split-Path „-Interferenzen treten in der Alltagswelt häufig auf.“
Zum Beispiel: „Wenn sich eine Schallquelle in der Nähe einer harten Wand befindet, erreicht ein Teil des Geräusches den Hörer direkt von der Quelle, während ein Teil des Geräusches fährt den längeren Weg, der den Schall von der Wand abprallt. Die Geräusche werden beim Hörer neu kombiniert „, sagte Robertson. Die Schwäche der Signale und die Tatsache, dass sich daraus ergebende zeitliche Unterschiede sehr gering sind, bedeuten jedoch, dass wir diesen Effekt niemals hören können.
Keine der einzelnen Wellen, aus denen die Schallimpulse bestehen reiste schneller als c. Mit anderen Worten, Einsteins Relativitätstheorie wurde beibehalten. Dies bedeutet, dass man beispielsweise eine Nachricht nicht schneller als Licht schreien kann.
Dennoch könnte diese Forschung technische Anwendungen haben. Robertson erklärte, dass es zwar nicht möglich ist, Informationen schneller als Licht zu senden, diese Techniken es jedoch ermöglichen könnten, Signale, die langsamer als Licht sind, in elektronischen Schaltkreisen schneller als zuvor zu leiten.
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In einem früheren Experiment ohne Bezug verwendete Robert Boyd an der Universität von Rochester ähnliche Prinzipien, um Lichtimpulse rückwärts und rückwärts laufen zu lassen schneller als c.
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