La respuesta es un sí calificado.
La forma de hacerlo es alterando el medio a través del cual se propaga la luz.
Cuando la luz se propaga a través de un medio transparente como el vidrio o el aire, no es absorbida y reemitida algún tiempo después. Veo que varias personas dicen esto en Quora, pero esto es incorrecto.
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Aquí hay algunas razones por las cuales no podría ser absorción y reemisión:
- La absorción tiene lugar cuando el fotón está muy cerca de la resonancia de un oscilador atómico o molecular. En medios transparentes, esta condición no se cumple. Sí, hay cierta absorción, pero la cantidad es demasiado pequeña para desempeñar un papel aquí.
- La absorción es un proceso aleatorio. No sucede en cada átomo al que se acerca un fotón. La velocidad, el giro interno y otras cosas determinan si la energía es la correcta para permitir que se absorba un fotón de esta longitud de onda particular.
- Si un átomo absorbe un fotón, la reemisión es un proceso aleatorio. Hay un retraso aleatorio, llamado la vida útil de emisión espontánea de la transición particular.
- Si un átomo absorbe un fotón, la reemisión, si ocurre, es en una dirección aleatoria.
- Si un átomo absorbe un fotón, la reemisión, si ocurre, está en una polarización aleatoria.
- Si un átomo absorbe un fotón, la reemisión, si ocurre, está en una fase aleatoria.
- Como ya ha adivinado, en un medio, los átomos pueden interactuar entre sí antes de que la vida espontánea provoque la reemisión de un fotón y la energía del fotón se divida en diferentes niveles de electrones, espín y velocidades, de acuerdo con con la conservación del impulso y la energía. La probabilidad de reemisión de un fotón de la misma energía no está cerca del 100%.
La razón real por la que la velocidad de fase de la luz disminuye en un medio es que los osciladores atómicos son impulsados por el campo electromagnético del fotón. Debido a que los osciladores se mueven lejos de sus frecuencias resonantes, responden con un retraso de fase (generalmente) con respecto a la onda de luz entrante. La onda electromagnética resultante es la combinación de los retardos de fase del oscilador atómico (los movimientos de los electrones en los átomos generan sus propias ondas electromagnéticas) y la onda fotónica original. En medios transparentes normales, estos retrasos de fase se acumulan a medida que el fotón se propaga a través del medio, de modo que su velocidad de fase es más lenta de lo que hubiera sido en el vacío sin todos los osciladores. Todo esto sucede sin que ninguno de los átomos absorba o reemita ningún fotón.
Ahora a controlar la velocidad de la luz. Supongo que si está leyendo esto en la pantalla de una computadora, puede leerlo debido a un dispositivo que controla la velocidad de la luz. Un cristal líquido es tal dispositivo. Al aleatorizar u orientar las moléculas en un campo eléctrico, se altera la densidad de los osciladores electrónicos y, por lo tanto, la velocidad de la luz a través de la pantalla LCD. En la pantalla de su computadora, la velocidad de la luz para una polarización se altera con respecto a la otra, por lo que la polarización de la luz se altera y pasa a través del siguiente polarizador a su ojo, o se absorbe en el polarizador.
Al construir láseres para varios propósitos, mis colegas y yo necesitábamos corregir el error del frente de onda y dirigir el haz. La forma convencional de corregir el frente de onda es con un espejo deformable, y la forma convencional de dirigir la viga es con un espejo de dirección rápido. Sin embargo, piense en la matriz de cristal líquido. Retire los polarizadores y simplemente coloque un rayo láser polarizado linealmente. Ahora, al cambiar la orientación de los cristales, puede controlar la velocidad de la luz a través de cada píxel de la matriz. Esto se llama un modulador de luz espacial. Al usar materiales más robustos que los cristales líquidos en su computadora, y con velocidades más altas, puede dar forma al frente de onda de un rayo láser para que se corrija la turbulencia en la atmósfera, o dirigir el rayo a través de ángulos grandes en unos pocos milisegundos.
Sin embargo, puede decepcionarse saber que el cambio en la velocidad de la luz es solo del orden de una longitud de onda de más de un milímetro más o menos. En el mejor de los casos, eso es menos de 1 parte en mil.
Hay un dispositivo similar que se llama rotador Faraday. Al encender y apagar un campo magnético, la velocidad de fase de la luz se ralentiza en una polarización. Sin embargo, funciona con un principio diferente y no es intercambiable con un modulador de luz espacial.
Por cierto, si los osciladores atómicos se mueven muy cerca de la resonancia, puede haber un avance de fase o una derivación. Esto hace que la velocidad de fase sea mayor que c (sin embargo, necesariamente, la probabilidad de absorción es extremadamente alta). Es muy difícil explicar índices de refracción menores que 1 con la idea de que los fotones se absorben y luego se vuelven a emitir. También sería muy difícil explicar cómo un rayo láser se propaga a través del vidrio y no pierde coherencia utilizando el concepto de fotones que son absorbidos y luego reemitidos. Si incorpora metamateriales a la imagen, incluso puede obtener índices de refracción negativos e incluso velocidades de grupo mayores que c.
