La lumière voyage-t-elle toujours à la même vitesse?
La vitesse de la lumière dans le vide est de 299 792 458 mètres par seconde ou 670 615 343 milles à l'heure. Ceci est représenté par la variable c , qui représente le latin celeritas , qui signifie vitesse. Les physiciens s'entendent pour dire que l'acceptation de la théorie de la physique dominante d'Einstein, la théorie de la relativité générale, implique l'acceptation de la vitesse de la lumière dans le vide. Par conséquent, toute expérience proposant que la vitesse de la lumière dans le vide change avec le temps est considérée avec beaucoup de suspicion par la communauté des physiciens.
Cependant, il est largement reconnu que la vitesse de la lumière est variable quand elle ne se déplace pas dans le vide. Le rapport de la vitesse de la lumière à travers un milieu donné et à travers le vide est appelé indice de réfraction ou densité optique du milieu. Certains médias ont un indice de réfraction si élevé qu’ils peuvent ralentir la lumière à la vitesse d’une personne qui marche ou même l’arrêter temporairement.
Par exemple, la vitesse de la lumière dans l'air est très proche de sa vitesse dans le vide. Selon la densité du support transparent, il peut ralentir plus ou moins la lumière. L'eau et le verre peuvent le ralentir aux 3/4 et 2/3 de c respectivement. Différentes longueurs d'onde voyagent également à différentes vitesses à travers différents médias. Par exemple, la lumière bleue parcourt une vitesse différente de celle du rouge lors du passage à travers un prisme, ce qui entraîne la séparation des deux en un processus appelé dispersion.
En réalité, la vitesse de la lumière ne ralentit jamais réellement. Il est juste retardé car les photons sont absorbés et réémis par des atomes dans l'espace intermédiaire. Lorsqu'un faisceau lumineux sort d'un support transparent dans le vide, il continue de voyager au même rythme que lorsqu'il était entré à l'origine, sans apport d'énergie supplémentaire. Cela montre que le ralentissement est simplement illusoire.
Au moins deux milieux sont capables de ralentir considérablement la lumière: les condensats d’Einstein-Bose et le gaz chaud de rubidium. Celles-ci ont toutes deux été utilisées pour arrêter complètement la lumière. Cela a été réalisé pour la première fois à titre temporaire dans des expériences menées en 2001.