Gran parte del modo in cui comprendiamo il modo in cui il nostro universo è costruito dipende dalle costanti: misurazioni fisiche che descrivono, ad esempio, la carica e la massa dell'elettrone. Queste quantità sono la base per le equazioni teoriche di base e non cambiano. Tranne, gli scienziati hanno appena scoperto che la costante più famosa, la velocità della luce, non è così costante come pensavamo.
Quando la luce viaggia attraverso il vetro o l'acqua, viene rallentata. Ma gli scienziati hanno pensato che, quando passa attraverso un vuoto, è mantenuta alla velocità invariabile di 299.792.458 metri al secondo. Un nuovo lavoro, pubblicato su arXiv.org, mostra che non è sempre così. A seconda della struttura della luce, i ricercatori hanno osservato che i fotoni, l'unità base della luce, viaggeranno più lentamente.
I ricercatori hanno essenzialmente confrontato fotoni strutturati in modo diverso l'uno contro l'altro. La luce è spesso rappresentata come un'onda (sebbene l'intera cosa particella / onda possa diventare tortuosa), ma questa è solo un'approssimazione, scrive Andrew Grant per Science News . Pensa a un laser, suggerisce - che struttura la luce come un raggio concentrato o a forma di occhio di bue. Oppure, pensa a come si comporta la luce quando passa attraverso una lente: può convocarsi su un punto.
Quindi, la struttura della luce può variare, ed è su questo che si basava questo esperimento. Grant scrive:
I ricercatori hanno prodotto coppie di fotoni e li hanno inviati su percorsi diversi verso un rivelatore. Un fotone si aprì direttamente attraverso una fibra. L'altro fotone ha attraversato una coppia di dispositivi che hanno manipolato la struttura della luce e poi l'hanno ripristinata. Se la struttura non avesse importanza, i due fotoni sarebbero arrivati contemporaneamente. Ma ciò non è accaduto. Le misurazioni hanno rivelato che la luce strutturata arrivava costantemente con diversi micrometri in ritardo per metro di distanza percorsa.
"È un lavoro davvero impressionante", ha dichiarato a Science News Robert Boyd, un fisico ottico dell'Università di Rochester. "È il genere di cose che è così ovvio, ti chiedi perché non ci hai pensato prima."
In precedenza, due diversi gruppi di ricerca avevano avuto l'idea che la velocità della luce potrebbe cambiare, principalmente perché ciò che pensiamo come un vuoto non è veramente vuoto. Hanno discusso della possibilità che lo spazio sia in realtà "una grande zuppa di particelle virtuali che strizzano l'occhio dentro e fuori dall'esistenza in minuscole frazioni di secondo", riferisce Livescience. Quelle particelle ammiccanti impedirebbero la luce e causerebbero fluttuazioni. Ma quei due articoli erano teorici. Il nuovo articolo in realtà include osservazioni che mostrano che alcuni fotoni sono stati rallentati.
Questo non significa che tutta la nostra comprensione dell'universo sia stata buttata fuori dalla botta. O almeno, non è qualcosa che la persona tipica noterà nella vita quotidiana. Solo quei fisici che lavorano su problemi specifici, come lo studio di impulsi di luce molto brevi, dovrebbero cambiare ciò che fanno. Il resto di noi può ancora usare il valore scritto nei nostri libri di testo. E non preoccuparti, saremo ancora in grado di ottenere misurazioni sorprendentemente accurate della velocità della luce a casa usando un forno a microonde e una barretta di cioccolato.
