Luz muda de velocidade no plasma

Energia

Com informações da APS – 28/05/2021

Velocidade da luz

A luz tem um limite de velocidade estrito: 299.792.458 metros por segundo (m/s) no vcuo, normalmente arredondados para 300.000 km/s.

Mas, sob certas condies, esse limite pode ser quebrado para pulsos de luz individuais. Vrios experimentos j mostraram a luz viajando acima e abaixo do seu limite de velocidade em vrios meios, de gases atmicos ultrafrios s comuns fibras pticas – de fato, j se acredita ser possvel transferir informaes acima da velocidade da luz.

Clment Goyon e colegas do Laboratrio Nacional Lawrence Livermore, nos EUA, demonstraram agora como ajustar a velocidade da luz em um plasma, gerando uma larga mudana de velocidade da luz.

Eles afirmam que, longe de uma mera curiosidade, a tcnica pode ajudar a melhorar o controle sobre os experimentos de fuso nuclear e permitir a construo de lasers de plasma de alta potncia.

Superando a velocidade da luz

A velocidade na qual os pulsos de luz passam atravs de um material pode diferir muito da velocidade que a luz viaja no vcuo, o famoso valor “c” nas frmulas de fsica.

Essa velocidade, chamada de velocidade de grupo, pode ser maior ou menor do que c, e influencia como a forma de um pulso de luz se espalha e distorce conforme se move atravs de um material – os fsicos tambm chamam essas manipulaes dos ftons de “foco voador”.

Para sua demonstrao, Goyon primeiro criou um plasma de hidrognio e hlio ionizando um jato dos dois gases com um feixe de laser polarizado. Ele ento dirigiu um segundo feixe de laser para o plasma.

No ponto onde os caminhos dos dois feixes se cruzam, o componente horizontal do segundo laser desacelera em resposta a uma mudana no ndice de refrao do plasma. Essa desacelerao vem das interaes entre os dois lasers e o plasma, do mesmo modo que a luz muda de velocidade ao sair do ar e entrar em um copo com gua.

Medindo o retardo entre os componentes horizontal e vertical do segundo pulso de laser, a equipe confirmou que eles tinham velocidades diferentes.

O curioso, porm, foi que, ao justar a diferena de frequncia entre os dois feixes, a equipe descobriu que pode ajustar a velocidade da luz.

Em seus experimentos, eles conseguiram fazer a velocidade da luz variar de 0,995c at entre 0,12c e -0,34c, indicando que o pico do pulso viajou mais rpido e mais lento do que c.

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