¿Es posible que la luz sea más rápida en un medio especial (no al vacío)?

La relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en su medio elegido se denomina, por definición, el índice de refracción de ese medio. Siempre es un valor positivo mayor que 1. Es decir, la velocidad de la luz en el medio siempre es más lenta que en el vacío.

Con un ingenioso mecanizado electrónico y / o de materiales, puede crear un dispositivo artificial que se comporte, en ciertas circunstancias restringidas, como si fuera un material con un índice de refracción negativo: https://en.wikipedia.org/wiki/Ne…

Su pregunta es, ¿sería posible hacer algo similar para crear un índice de refracción artificial que sea positivo, pero menor que 1? La respuesta debe ser “No” en el contexto del haz de luz que se utiliza para transmitir energía y / o información. Si no necesita que el haz sea útil (como transportar energía o información), entonces tal vez podría idear un dispositivo que funcione en la velocidad de fase del haz de luz (que * puede * progresar más rápido que la velocidad de la luz en el vacío) … pero, entonces, no será de ninguna utilidad para usted o para nosotros.

Sí, por supuesto. Cuando la luz viaja de un medio a otro, con una densidad óptica diferente, cambia la velocidad y, por lo tanto, se refracta . Si desea acelerar la luz, simplemente póngala a través de un medio menos denso.

Por ejemplo, un haz de luz que viaja a través del agua, una vez que alcanza el límite entre el agua y el aire, cambia la velocidad (aumenta la velocidad ya que el aire es menos denso) y se refracta (dobla) lejos de lo normal a la superficie del agua.

Velocidad de la luz en el vacío ( c) : 2.99792 x 10 ^ 8 m / s

Velocidad de la luz en el aire : 2.99709 x 10 ^ 8 m / s

Velocidad de la luz en el agua : 2.66 x 10 ^ 8 m / s

Pero supongo que se refería a acelerar la luz más rápido que c (velocidad de la luz en el vacío), en cuyo caso, no, lo siento, no se puede hacer.

La velocidad de la luz en el vacío es la velocidad más rápida posible con nuestra comprensión actual de la física. Para que la luz vaya más rápido, tendrías que encontrar un medio con una densidad óptica más baja que un vacío (que es precisamente 1,000).

No hay nada que pueda tener una densidad óptica más baja que el vacío puro, ya que un vacío literalmente no contiene nada que impida o ralentice la luz a medida que viaja. No puedes quedarte más vacío que nada. Además, si pudieras obtener este medio teórico, entonces estarías rompiendo las leyes de la física (y no podemos tener eso, ¿verdad?)

¡Además, la velocidad de la luz está en efecto 300,000,000 m / s! Ir más rápido sería simplemente irresponsable.

Tú, pequeño fanático de la velocidad, tú.

-MK

Esta es una pregunta capciosa con respecto a la palabra “más rápido”.

Hay más de una forma de describir la velocidad de una onda: velocidad de fase y velocidad de grupo. El índice de refracción n de un medio es con respecto a la velocidad de fase de la radiación en ese medio. Y sí, los medios con n <1 están a nuestro alrededor. Por ejemplo, cuando un dentista toma radiografías de sus dientes, sus dientes tienen n <1 para las radiografías.

Sin embargo, estas ondas no son completamente causales. Lo que está sucediendo (en términos generales) es que el borde de ataque de la onda establece oscilaciones en el material que continuarían independientemente de la sección de la onda que le sigue. Es decir, en una porción del material, su oscilación depende no solo de ser impulsado por la energía que ingresa a esa porción, sino también de su historia pasada.

Ir más rápido que la velocidad de la luz c violaría la causalidad. Aunque n <1, no se está violando la causalidad. Mientras que la velocidad de fase puede exceder c , la velocidad de grupo no puede.

Sí, es posible.

La luz se propaga en el medio de acuerdo con dos propiedades llamadas permitividad (propiedad eléctrica [matemática] \ epsilon [/ matemática]) y permeabilidad (propiedad magnética [matemática] \ mu [/ matemática]). – Como probablemente sepa, la luz es una onda electromagnética.

La velocidad de la luz se da como [matemáticas] c = 1 / \ sqrt {\ epsilon \ mu} [/ matemáticas]

Donde realmente [math] \ mu = \ mu_ {0} \ mu_ {r} [/ math] y [math] \ epsilon = \ epsilon_ {0} \ dot \ epsilon_ {r}. [/ Math] El índice 0 aquí representa el vacío y el índice r se llama permitividad relativa, permeabilidad.

Puedes ver eso que:
[matemáticas] c = c_ {0} 1 / \ sqrt {\ epsilon_ {r} \ mu_ {r}} [/ matemáticas]. Para que la luz se propague más rápido en el medio que en el vacío, todo lo que necesita es encontrar material que tenga una longitud de onda dada [matemática] \ epsilon_ {r} \ mu_ {r} <1 [/ matemática]. Esa propiedad es rara. Muy raro ... pero eres libre de google. 🙂

Y, por cierto, es posible que le interese un efecto llamado “radiación de Cherenkov”, que es emitido por partículas que se mueven más rápido que la velocidad de la luz en un medio dado.

No.

En el vacío, no hay nada que impida el movimiento de la luz. No hay partículas para frenarlo.

En cualquier medio, la luz parece pasar. Sin embargo, lo que realmente sucede es que la luz es absorbida por las partículas que golpea, y las partículas la emiten por el otro lado (simplificado para el lego).

Ningún medio puede propagar la luz más rápido que la luz puede viajar. Por lo tanto, ningún medio puede propagar la luz en un tiempo más corto de lo que tomó la luz para llegar allí.

No.

Se ha construido un índice negativo de materiales de refracción: refracción negativa – Wikipedia … la velocidad MEDIA de la luz es aún menor que c.

Fizeau hizo un experimento, donde movió el medio, y descubrió que c_medium + v_medium es lo rápido que llegó la luz, pero aún así era menor que c. Experimento Fizeau – Wikipedia

No, no es posible. La velocidad de la luz en el vacío es un límite físico. Nada puede ir más rápido que eso. Ni siquiera se enciende.