¿Se puede reducir la velocidad de un fotón a menos de la velocidad de la luz en condiciones de vacío?

A2A: No, no pueden. Una vez que se crean, se mueven inmediatamente a la velocidad c, hasta que son absorbidos por la materia (cargada). La teoría no nos permitirá frenarlos. Hay un “hack” llamado luz lenta. Es importante separar la luz de los fotones. El truco es poner fotones en algún material donde son absorbidos y reemitidos. La absorción / reemisión emite tiempo, pero el vuelo de los fotones permanece a la misma velocidad.

No es sorprendente que sea un poco complicado. un vacío no es necesariamente un vacío. El estado de vacío con el que estamos familiarizados no es el único estado posible del vacío. Echemos un vistazo a algunas posibilidades.

Uno de los fenómenos cuánticos de la teoría del campo cuántico relativista reduce la velocidad de la luz en el vacío. Cuando un fotón se convierte momentáneamente en un par virtual de electrón-positrón, la conversión ralentiza un poco el fotón. Como resultado, la velocidad de la luz sería más rápida si se evitara formar pares virtuales. Una geometría en la que se espera que esto ocurra está asociada con el efecto Casimir. El efecto Scharnhorst se produce cuando un fotón viaja entre dos placas conductoras cuyas superficies se colocan muy cerca una de la otra (submicrónico o mejor). Cuando las placas conductoras están tan juntas, algunas de las parejas virtuales no pueden caber en el espacio entre ellas. El resultado es que la velocidad de la luz aumenta una pequeña cantidad (como 1 parte en 10 ^ 30 o 10 ^ 40). A medida que las placas se acercan, se elimina más espacio de fase para los pares virtuales, por lo que el aumento de la velocidad aumenta a medida que las placas se mueven más juntas. Parece que esto no causa problemas con la casualidad, aunque todavía se está discutiendo.

Entonces, ¿qué tiene esto que ver con ir más lento que la velocidad de la luz en el vacío? Si agitamos una varita mágica y hacemos que sea más fácil para un fotón producir pares virtuales, presumiblemente el resultado sería que la luz en ese vacío (excitado) viajaría más lentamente. Es bien sabido que los campos eléctricos suficientemente grandes pueden causar la ruptura del vacío al proporcionar condiciones en las que algunos de los pares virtuales de electrones y positrones pasan a la realidad. En realidad, aquí hay una analogía de cómo la luz se ralentiza en los materiales. Dado esto, parece posible que la velocidad de la luz en el vacío se reduzca (ligeramente) cuando el fotón pasa a través de un enorme campo eléctrico. No sé si esto se ha resuelto formalmente, pero estoy bastante seguro de que si sucede, estamos hablando de grandes campos y pequeños cambios de velocidad.