Işık Her Zaman Aynı Hızda Seyahat Ediyor mu?

Bir vakumdaki ışığın hızı saniyede 299,792,458 metre veya saatte 670,615,343 mil'dir. Bu, hız anlamına gelen Latin celeritas'ı temsil eden c değişkeni ile temsil edilir. Einstein'ın hüküm süren fizik teorisi olan genel görelilik teorisini kabul eden, bir vakumda ışığın hızını sabit olarak kabul etmeyi gerektiren fizikçiler arasında bir fikir birliği vardır. Bu nedenle, bir vakumdaki ışığın hızının zamanla değiştiğini öne süren herhangi bir deney, fizik topluluğunda büyük bir şüpheyle görülmektedir.

Bununla birlikte, ışık hızının bir vakum içinde hareket etmediğinde değişken olduğu yaygın olarak bilinmektedir. Işık hızının belirli bir ortamdan ve bir vakumdan oranı, ortamın kırılma indisi veya optik yoğunluk olarak adlandırılır. Bazı medya o kadar yüksek bir kırılma indisine sahiptir ki, yürüyen bir kişinin hızına ışık tutabilir veya hatta geçici olarak durma noktasına getirebilir.

Örneğin, havadaki ışık hızı bir vakumdaki hızına çok yakındır. Şeffaf ortamın yoğunluğuna bağlı olarak, ışığı daha büyük veya daha düşük bir dereceye kadar yavaşlatabilir. Su ve cam, sırasıyla 3/4 ve 2/3 oranında yavaşlatabilir. Farklı dalga boyları farklı ortamlarda farklı hızlarda da hareket eder. Örneğin, mavi ışık bir prizmadan geçerken kırmızıdan farklı bir hızda ilerler ve bu ikisinin dağılma olarak adlandırılan bir süreçte ayrılmasına neden olur.

Gerçekte, ışığın hızı aslında hiçbir zaman yavaşlamaz. Fotonlar, araya giren boşluktaki atomlar tarafından absorbe edildiğinde ve tekrar yayıldığında geciktirilir. Bir ışık demeti saydam bir ortamdan bir vakum içerisine girdiğinde, herhangi bir ilave enerji olmadan, başlangıçta girdiği hızda aynı hızda ilerlemeye devam eder. Bu yavaşlamanın sadece aldatıcı olduğunu gösteriyor.

En az iki ortam, ışığı çok fazla yavaşlatabilir: Einstein-Bose kondensatları ve sıcak rubidyum gazı. Her ikisi de ışığı tamamen durdurmak için kullanılmıştır. Bu ilk olarak 2001'de yapılan deneylerde geçici olarak başarıldı.