¿Pueden las ondas de materia viajar más rápido que la velocidad de la luz?

Es posible que hayas notado que el libro menciona dos velocidades, la velocidad de fase y la velocidad de grupo. Ahora, como habrás adivinado con la palabra ‘grupo’, hay más de 1 onda asociada con una partícula de materia, todas estas ondas son idénticas aparte de sus fases y cada una de ellas independientemente tiene una velocidad más rápida que la velocidad de la luz y, por lo tanto, más rápida que la partícula misma, pero ninguna de estas ondas individuales existe independientemente, existen en un grupo y, debido a su diferencia de fase, interfieren en tal medida que La velocidad resultante de este grupo de ondas es exactamente igual a la velocidad de la partícula. O eso es lo que puedo recordar de mis clases de física en la escuela secundaria.

En teoría, la velocidad física más alta posible es la de una onda electromagnética y es 2.99792458 × 10 ^ 8 m / s.

Cuando se trata de ondas de materia, como dice tu libro de texto, tienes algo llamado velocidad de fase y velocidad de grupo. La velocidad de grupo es la velocidad de un paquete de ondas, mientras que la velocidad de fase es la velocidad de las ondas individuales en un paquete. La velocidad real y medible de una partícula es la velocidad del grupo y siempre es menor que la de la luz, en un medio dado.

Una cosa muy interesante con respecto a la velocidad superluminal de una onda de materia es cuando una partícula cargada se mueve en un medio con una velocidad mayor que la velocidad de fase de la luz en ese medio, libera algo así como una explosión sónica de fotones. Estas radiaciones se llaman radiación de Vavilov-Cherenkov o simplemente radiación de Cherenkov.

Puede leer más sobre la radiación de Cherenkov aquí. Radiación de Cherenkov

No puedo decir que las ondas de materia viajen más rápido que la luz. Viajan con una velocidad casi igual o menor que la velocidad de la luz. Sin embargo, las ondas escalares, descubiertas por Nicola Tesla, son de energía de punto cero, que viajan más rápido que la luz. Fue verificado experimentalmente por el propio Tesla. Gracias.

“La afirmación” las ondas de materia viajan más rápido que la luz “, como está escrito en el libro, es incorrecta. Período. En la formulación original no relativista de la mecánica de ondas de Schrödinger, sus ondas viajaron más rápido que la luz, y de hecho su velocidad era infinita .

Sí pueden.

La onda de la materia estaba en la hipótesis de De-Broglie, pero más tarde se entendió que en realidad es una ‘onda’ de probabilidad (en lenguaje aproximado) o una distribución de probabilidad en el espacio para encontrar una partícula en lugares … cuando la partícula se mueve, esto ‘ la información de probabilidad ‘también se mueve como onda, así llamada onda de probabilidad (así que el nombre’ función de onda ‘)

ahora para una partícula libre física, la onda de probabilidad no es una sola sinusoidal (ya que no es normalizable, por lo tanto, no representa un estado físicamente realizable) sino un ‘paquete de onda’: una forma de onda compuesta como una superposición de muchos componentes sinusoidales tener un rango de impulso (esto puede normalizarse con alguna condición matemática apropiada).

ahora hay dos tipos de velocidades para una onda … estas son: velocidad de grupo y velocidad de fase.

La velocidad de una sola onda sinusoidal es la velocidad de fase que en realidad es un flujo de información sobre la probabilidad … no puede / no puede transportar ninguna información FÍSICA útil, por lo que PUEDE viajar más rápido que la luz en ciertos casos sin violar la relatividad especial.

por otro lado, la velocidad del paquete de ondas compuestas en su conjunto (es decir, la envoltura que lo cubre) es la velocidad del grupo que es igual a la velocidad de la partícula física; el paquete de ondas representa la partícula física en la mecánica cuántica en realidad … por lo que la velocidad del grupo transporta información física como la energía, el momento, etc. de la partícula, por lo que tiene que viajar más despacio que la velocidad de la luz.

Pasar a este enlace Relatividad especial y relatividad general de Einstein (Analizar y comprender)

La velocidad de fase de la luz puede ser más rápida que c (= 299 792 458 m / s), pero la velocidad del grupo es c. La velocidad de fase no es la velocidad a la que viaja la información o la energía.

Aquí hay una analogía. Imagine dos barras casi paralelas y tocándose en un punto. Cuando una de las barras se mueve, su punto de intersección se mueve mucho más rápido. Puede imaginar que el punto de intersección se mueve más rápido que la luz, mientras que las barras se mueven más lentamente. No hay ningún objeto físico en el punto de intersección.

El valor esperado de la posición de la partícula nunca puede moverse más rápido que la luz, pero la velocidad de fase frecuentemente excede c . Vea los paquetes Gaussian Wave, especialmente las figuras cerca del final. Ver también En velocidades de fase superluminal, ¿qué es lo que viaja más rápido que la luz?

Nada puede viajar más rápido que la luz y si un cuerpo trata de hacerlo, el tiempo en esa referencia se ralentizaría tanto que se mantenga el límite de velocidad de la luz. Vi la foto adjunta y dice más rápido que la radiación y no la luz. Son dos cosas diferentes. Las radiaciones electromagnéticas no pueden viajar más rápido que la luz.

Supongo que has visto una fórmula como esta:

Velocidad de la materia vacilar = c² / v donde v es la velocidad del cuerpo …

Es hora de explicar cómo entró en escena. La derivación es así:

E = hf frecuencia f constante de tablón h

E = mc²

Entonces mc² = hf

entonces f = mc² / h

Pero el juego de Broglie esta ecuación increíble:

Longitud de onda = h / mv

De las olas sabemos que la velocidad de la onda es el producto de la frecuencia y la longitud de onda.

Así obtenemos

Velocidad de la onda de materia = c² / v

Dado que no podemos alcanzar la velocidad de la luz. Esto muestra que las ondas de materia pueden ir más allá.

Sin embargo, hay un defecto crítico en la derivación de esta ecuación.

Lo dejaré a tu comunidad para que lo encuentres (^ _ ^).

Puedes decir eso

Como si fuera la velocidad de fase, no la velocidad de grupo

La velocidad del grupo es un poco la velocidad del objeto (no exactamente)

Mientras que la velocidad de fase no tiene importancia física

No, ambos viajan a la misma velocidad