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  支持信息不能以超光速传递的实验

    最近瑞士的物理学家确信,信息不可能以超过光速的速度传播。日内瓦大学的Nicolas Gisin及合作者指出虽然光纤中激光脉冲的群速度可能会超过光速,但信号速度不可能超过光速。(来源:N Brunner et al. 2004 Phys. Rev. Lett. 93 203902)


    相速度和群速度是对波在色散介质中传播的两种不同的描述。光脉冲由多种波长的波构成,在进入色散介质后,各种成份会以不同的速度传播。相速度是指单一波长的波的传播速度,而群速度指整个脉冲的移动速度。


    近年来,物理学家们在实验中发现在不违反狭义相对论的情况下这两种速度在某种特定的环境下都可以超过光速。这意味着,无论是相速度还是群速度都不可以用来描述脉冲中信息的传播速度,为此我们需要定义“信号速度”,它用波的前沿的传播速度来定义。根据相对论,信号速度不可能超过真空中的光速,如果这个速度能够超过光速的话,那么可能在我们发出信号之前信号就已经到达了目的地,这显然有背于因果关系。


    在实验中,Gisin他们将一束偏振光射入放在两片偏光镜之间的光纤,两个偏光镜一个作为输入,一个用作输出。光纤具有双折射性,可以将一个光脉冲分成偏振正交的两个脉冲。通过调整两个偏光镜,Gisin他们发现可以使光子在脉冲前沿发生相长干涉,在后沿发生相减干涉。这样做的结果是只有前沿可以触发传感器传递信号并测出传播时间。Gisin他们根据测量结果绘制了一张群速度达到光速1.76倍的光子到达时间表。他们工作的意义是,第一次测出了信号速度,并且证明群速度的提高并不会提高信息的传递速度。

本网编辑canicula选译自physicsweb

canicula注:
双折射现象:光波射入各向异性晶体后,在晶体内产生两束折射光的现象。1669年由丹麦医生、数学教授E.巴托林在方解石中发现。两束折射光中,一束光的波速与传播方向无关(相应的折射率为常量),遵守通常的折射定律,称为寻常光,简称o光;另一束光的波速随传播方向而变(相应的折射率随方向而变),一般不遵守折射定律,即折射光线一般不在入射面内,入射角与折射角的正弦之比一般不是常数,称为非常光,简称e光。


   双折射现象是晶体各向异性的具体表现。最初C.惠更斯曾利用由他提出的惠更斯原理借助于几何作图法解释了双折射现象,光的电磁理论发展后,可从理论上证明晶体中o光和e光的波速(及折射率)的不同,以及e光波速(及折射率)随方向而变的规律,从而透彻地解释了双折射现象。


   各种偏振器件,如偏振片、偏振棱镜、波片和补偿器等都是利用了晶体的双折射性质制造的,双折射性质也为鉴别和分析各种矿物晶体提供了依据。人工双折射在光测弹性、光波调制、高速光开关等技术领域更有着广泛应用。


来自:中国物理教育网新闻



 
自行车与鱼 发表于 2004-11-23 20:16 | 引用(trackback0) | 编辑 

      □ 评论

此文很重要!足以反驳国内外那些热衷于搞超光速传播信号的人.国内,北京广播学院(中国传媒大学)的黄志洵就是其中之一.我想将此消息转贴到我的网站,不见怪吧?
华飞 (http://QuantumTheory.blogchina.com)   发表于   2004-11-24 10:05:11