แสงเดินทางด้วยความเร็วเท่ากันหรือไม่?

ความเร็วของแสงในสุญญากาศคือ 299,792,458 เมตรต่อวินาทีหรือ 670,615,343 ไมล์ต่อชั่วโมง สิ่งนี้แสดงโดยตัวแปร c ซึ่งหมายถึง Latin celeritas ซึ่งหมายถึงความเร็ว มีความเห็นเป็นเอกฉันท์ในหมู่นักฟิสิกส์ที่ยอมรับทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปทฤษฎีฟิสิกส์ของไอน์สไตน์ที่ได้รับการยอมรับมีความสอดคล้องกับการยอมรับความเร็วของแสงในสุญญากาศเป็นค่าคงที่ ดังนั้นการทดลองใด ๆ ที่เสนอว่าความเร็วของแสงในสูญญากาศเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาจะถูกมองในชุมชนฟิสิกส์ด้วยความสงสัยอย่างยิ่ง

อย่างไรก็ตามเป็นที่ทราบกันดีว่าความเร็วของแสงเป็นตัวแปรเมื่อไม่เคลื่อนที่ผ่านสุญญากาศ อัตราส่วนของความเร็วของแสงผ่านตัวกลางที่กำหนดและผ่านสุญญากาศเรียกว่าดัชนีการหักเหของแสงหรือความหนาแน่นของแสง สื่อบางประเภทมีดัชนีการหักเหของแสงสูงซึ่งทำให้แสงช้าลงถึงความเร็วของคนเดินหรือแม้แต่นำมันไปหยุดนิ่งชั่วคราว

ตัวอย่างเช่นความเร็วของแสงผ่านอากาศอยู่ใกล้กับความเร็วในสุญญากาศมาก ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสื่อโปร่งใสมันสามารถชะลอแสงให้มากขึ้นหรือน้อยลง น้ำและแก้วสามารถทำให้ช้าลงถึง 3/4 และ 2/3 ของ c ตามลำดับ ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันก็เดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างกันผ่านสื่อต่างๆ ตัวอย่างเช่นแสงสีน้ำเงินเดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างจากสีแดงเมื่อผ่านปริซึมทำให้ทั้งสองแยกจากกันในกระบวนการที่เรียกว่าการกระจายตัว

ในความเป็นจริงความเร็วของแสงไม่เคยช้าลงจริง ๆ มันล่าช้าเพียงเพราะโฟตอนถูกดูดซับและปล่อยออกมาอีกครั้งโดยอะตอมในพื้นที่ที่ถูกแทรกแซง เมื่อลำแสงส่องผ่านตัวกลางโปร่งใสเข้าไปในสุญญากาศมันจะเคลื่อนที่ต่อไปในอัตราเดียวกับที่มันถูกป้อนเข้ามา แต่เดิมโดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม นี่แสดงให้เห็นว่าการชะลอตัวเป็นเพียงภาพลวงตาเท่านั้น

สื่ออย่างน้อยสองสื่อสามารถลดแสงลงอย่างมาก: ไอน์สไตน์ - โบสคอนเดนเสทและก๊าซรูบิเดียมร้อน ทั้งสองถูกใช้เพื่อหยุดแสงอย่างสิ้นเชิง นี่คือความสำเร็จครั้งแรกบนพื้นฐานชั่วคราวในการทดลองดำเนินการในปี 2001