¿Alguna vez la ciencia ha producido o detectado luz que viaja a menos de la ‘velocidad de la luz’?

Creo que la respuesta es NO, la luz siempre viaja a la velocidad de la luz.

Creo que en varios medios la luz parece viajar más lentamente, pero la razón es que la luz está haciendo más que viajar. La luz está siendo absorbida y reemitida.

Imagine la luz como una bola rápida de 100 mph: en el vacío, la pelota es lanzada por 1 lanzador y continúa durante todo su viaje a 100 mph. En un medio es como tener 20 lanzadores, la pelota siempre se lanza a 100 mph, pero la captura y el lanzamiento de la pelota lleva tiempo, por lo que la velocidad de la pelota para la distancia total de viaje de la pelota que viaja a través de los 20 lanzadores es más lenta a más de 100 mph y, sin embargo, la pelota viajó a 100 mph todo el tiempo que estuvo viajando (simplemente no estuvo viajando todo el tiempo.

El factor crítico para la teoría de la relatividad y la comunicación es que la luz nunca puede viajar más rápido en un medio que la luz viaja en el vacío. Si la luz viajara más rápido, por ejemplo, en una cadena de fibra óptica que en el vacío, sería posible ensartar una fibra que podría actuar como una máquina del tiempo de información.

He escuchado algo sobre este tema:

La velocidad de la luz es siempre la misma (y de acuerdo con la relatividad especial debe ser). Pero lo que cambia cuando un haz de luz entra en un medio más intenso que un medio aspirado es la forma en que se dirige el haz de luz. La masa alrededor distrae a los fotones que componen el haz de luz y cambia su camino una y otra vez. Entonces, el camino del rayo de luz (que está en medios intensivos) es como un zigzag, por lo que este rayo llega al punto final. Pero la forma del haz de luz (que está en un entorno aspirado) es lineal, por lo que es la forma más rápida. Suponga que el haz irá a B desde A pero uno en medios intensivos, otro en medios aspirados y suponga que la longitud entre ellos es de 1 metro. Observaremos que el que está en los medios aspirados llegará temprano, pero eso no significa que la velocidad de la luz sea mayor en ese entorno según el otro. El rayo en los medios intensivos no fue de hecho 1 metro, puede ser de 2 a 3 metros. Es por eso que el rayo con medios intensivos llegó B tarde. Si implementamos longitud / tiempo, encontraremos la misma respuesta con ambos haces de luz y serán iguales a 300,000 km / s

Si. La luz viaja en medios en lugar de vacío, por ejemplo, agua, vidrio, etc.

Los detalles exactos de lo que sucede cuando la luz viaja a través de un medio como el agua o el vidrio es bastante complejo e implica una descripción mecánica cuántica de la interacción de la luz con el material por el que viaja.

La velocidad de un fotón es siempre la velocidad de la luz. Lo que causa la aparente desaceleración es su interacción con lo que está atravesando, es absorbido y reemitido una y otra vez.

Tiene tres formas en que un fotón puede ser absorbido y reemitido.
1) Los electrones en los átomos / moléculas saltan a un orbital más alto y luego regresan a su estado fundamental.
2) Los enlaces en las moléculas del material pueden absorber la energía del fotón y volver a emitirla.
3) La estructura del material que absorbe la energía del fotón y la reemite.

Dependiendo de cuál de las 3 formas para que el fotón sea absorbido y emitido y cuánto tiempo demora entre la absorción y la emisión, determina la cantidad de luz que se “ralentiza” cuando atraviesa el material.

Aquí hay un ejemplo de cómo esto “ralentiza” la luz. Primero tenemos dos personas separadas 100 metros y una lanza una pelota a la otra a 10 m / s, llegará a la segunda persona en 10 segundos. Digamos que tenemos 11 personas en una línea de 10 metros de distancia y pasas una pelota lanzándola a 10 m / s entre sí. La primera y la última persona todavía están a 100 metros de distancia, pero debido a que la pelota tiene que ser atrapada y lanzada por 9 personas más, el tiempo que lleva pasar de la primera persona a la última será más de 10 segundos y cuánto tiempo más depende sobre qué tan rápido cada persona atrapa y luego lanza la pelota.

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A través del vacío? No. ¿A través de un medio? Si. Esta es la fuente de radiación de Cherenkov. Esencialmente, viajar a través de un medio hace que las ondas de luz se agrupen, lo que da el brillo característico de la radiación de Cherenkov.

Creo que después de 1865, donde Maxwell descubrió que la luz es una onda electromagnética, su velocidad se da como C = 1 / [e0u0] ^ 1/2, donde e0 y u0 son la permitibilidad y la permibilidad respectivamente del vacío, está claro que C, con el conocido valor universalmente constante, está en el vacío, pero la velocidad de la luz en el medio es, con seguridad, menor que C en el vacío.
Entonces, la luz que viaja a través del medio, su velocidad es menor que su velocidad en el vacío, y difiere según la naturaleza del medio.

Voy a generalizar un poco la respuesta a esto. Todas las partículas sin masa viajan a la velocidad límite del universo. Los fotones no son las únicas partículas sin masa (sin confirmar como gluones y uno o dos de los sabores de neutrinos se consideran sin masa, pero no se pueden verificar experimentalmente. Solo se pueden definir límites inferiores)

Como otras respuestas han mencionado, los procesos de absorción y emisión tienen tiempos de ejecución medibles y, por lo tanto, las partículas sin masa que interactúan con otra materia parecerán ralentizarse en un medio.

Entonces la respuesta es no y por qué; tiene que ver con la relación entre el impulso energético.

En la mecánica relativista, la energía está relacionada con un término de impulso escalado por una velocidad constante, así como con un término de masa escalado por esa misma velocidad constante.

En general nos referimos a esto como el lagrangiano y de una manera ingenua simplificada

E = energía cinética – energía de masa

Pero en el caso de las partículas relativistas, la parte de energía cinética está representada por el momento multiplicado por alguna constante, por lo que cuando masa = 0 terminamos con

[matemáticas] E = pc [/ matemáticas]

Donde p es el momento yc es una velocidad constante.

En el caso de un fotón, podemos medir su energía y momento, y esta energía y momento están relacionados por c, a la que comúnmente nos referimos como la velocidad de la luz. Pero para todos los propósitos intensos c podría ser cualquier valor y gran parte de los cálculos utilizados en física hoy usan unidades naturales donde c = 1.

Si por qué no. La ‘velocidad de la luz’ que mencionas es en realidad la velocidad de la luz en el vacío. En otros medios, como el aire, el agua o el vidrio, la luz tiene una velocidad menor que esta “velocidad de la luz”.

Dato curioso: la velocidad de la luz en un vaso con un índice de refracción de 1.5 es aproximadamente [matemática] 2 \ veces 10 ^ 8 [/ matemática] [matemática] m / s, [/ matemática] que está alrededor de [matemática] 33 [/ matemáticas] por ciento más lento que la “velocidad de la luz”.