Sneller dan het licht

Licht kan zijn eigen snelheidsbarrière doorbreken, aldus onderzoekers verbonden aan het NEC Research Institute in Princeton in de VS in het blad Nature van 20 juli.

De snelheid van het licht in vacuüm bedraagt precies 299.792,458 kilometer per seconde. De lichtsnelheid is de grootste snelheid waarmee een signaal, en dus energie, kan worden overgebracht. Althans, dat is lange tijd geloofd. Maar de twijfel begint na het jongste Amerikaanse experiment te knagen.

De onderzoekers joegen korte lichtpulsen van een laser door een met cesiumgas gevulde kamer. Tot hun verbazing zagen ze dat de lichtpuls aan de achterkant van de kamer een paar miljardste seconde eerder verscheen dan hij er aan de voorkant in verdween. Oftewel: het licht verliet de kamer al voordat het goed en wel binnen was. Uit metingen bleek dat de lichtpuls 310 keer sneller was dan in een vacuüm of met lucht gevulde ruimte.

Volgens de Amerikaanse fysicus L. Wang, een van de onderzoekers, blijkt uit het experiment dat de tot nu toe bekende lichtsnelheid onder bepaalde laboratoriumomstandigheden sterk kan worden opgevoerd.

Wang bracht de cesiumatomen uit het gas met behulp van twee laserbundels in een aangeslagen toestand, waardoor ze geen licht meer konden absorberen. Er trad dus geen verzwakking of vervorming op. Daardoor lukte het om de lichtpuls 62 nanoseconden in de tijd vooruit te schuiven. Dat had tot gevolg dat het lichtgolfpakketje al bijna 20 meter van de meetcel verwijderd was op het moment dat de oorspronkelijke puls de cel binnenkwam. Het gevolg gaat hier dus vooraf aan de oorzaak!

De waarnemingen van de onderzoekers hebben in de wetenschappelijke wereld heel wat deining teweeggebracht. „Het is een doorbraak in die zin, dat het onmogelijke hier lijkt te gebeuren”, aldus R. Chiao, fysicus aan de Universiteit van Californië in Berkeley. Hij was niet bij het onderzoek betrokken, maar deed vergelijkbare experimenten waarbij hij gebruikmaakte van elektrische velden.

De waarnemingen lijken in strijd met de beroemde relativiteitstheorie van Einstein, die stelt dat materie op lichtsnelheid oneindig zwaar wordt, waardoor de snelheid niet verder is op te voeren. Toch is het volgens fysici maar de vraag of de relativiteitstheorie nu op losse schroeven staat. Volgens hen kan er met de snelheden die Wang realiseerde geen informatie worden overgedragen.

Niet iedereen is ook overtuigd van de claim van de onderzoekers. Efraïm Steinberg, fysicus aan de Universiteit van Toronto, vraagt zich af of de lichtdeeltjes die de kamer verlaten dezelfde zijn als die erinkwamen. „Toch gaat het om een belangrijk experiment. Interessant is de vraag hoe de onderzoekers erin zijn geslaagd licht te produceren dat precies lijkt op licht dat er nog niet is.”