Fotoni ne mogu putovati brže od svjetlosti

Shengwang Du i njegov tim sa Sveučilišta znanosti i tehnologije u Hong Kongu, izveli su mjerenja brzine fotona. Rezultati istraživanja ukazuju kako fotoni ne mogu u vakuumu putovati brzinom većom od brzine svjetlosti, što putovanje kroz vrijeme čini potpuno nemogućim.

Ova otkrića su konzistentna s Einsteinovom izjavom o tome da je brzina svjetlosti "prometni zakon u svemiru", odnosno kako ništa ne može putovati brže od brzine svjetlosti.
Ovime je srušen stari ljudski san o putovanju kroz vrijeme, koji je na životu održavao dio znanstvenika koji su se nadali kako je Einstein bio u krivu. Nadu je potkrijepilo otkriće iz 1999. kada su znanstvenici otkrili superluminaciju (bržu od svjetlosti), odnosno propagaciju u optičkim pulsevima na specifičnim medijima. Nažalost, kasnije je dokazano kako se radilo o vizualnom efektu, jer uključeni fotoni nisu mogli doista predati informaciju.  

Od tada postoji debata može li se jedan foton kretati brže od brzine svjetlosti, a najnoviji eksperiment koji su provodili znanstvenici iz Hong Konga, mjerio je krajnju brzinu fotona korištenjem kontroliranih oblika valova.

Znanstvenici su se koristili demonstracijom koja zahtijeva, ne samo stvaranje pojedinačnog (single) fotona, već i razdvajanje optičkog predkurzora, koji predstavlja propagaciju u obliku vala ispred optičkog pulsa iz ostatka fotonske valne skupine.

Kako bi to ostvarili, znanstvnici su generirali par fotona i potom jednog od njih propustili kroz grupu laserski ohlađenih atoma rubidija, s efektom pod nazivom elektromagnetski inducirana transparencija (EIT). Po prvi puta, uspješno su proučavali optičke prekurzore jednog (single) fotona.

Tim je otkrio, kako prekurzori vala, kao najbrži dio jednog fotona uvijek putuju brzinom svjetlosti u vakuumu. Glavna skupina vala fotona ne može se kretati brže od brzine svjetlosti u vakuumu, u bilo kojem disperzivnom mediju, te može imati kašnjenje od 500 nanosekundi u sporom lakom mediju.

Čak i u superluminirajućem mediju, glavni dio samog fotona nema mogućnost kretanja brzinom većom od brzine svojeg prekurzora.

Što ovo znači za nas? Vrlo vjerojatno isključuje mogućnost putovanja kroz vrijeme, jer Du tvrdi kako rezultati potvrđuju kojom brzinom se informacija kreće sa svjetlom. "Obzirom da smo dokazali kako foton ne može putovati brzinom većom od brzine svjetlosti, ovo zatvara debatu o pravoj brzini informacije nošene jednim fotonom. To istovremeno govori kako putovanje kroz vrijeme nije moguće, a desetljeća nadanja baziranih na znanstvenoj fantastici nemaju uporište u stvarnosti", navodi Shengwang Du.