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光學百科-超光速傳輸

閱讀:306      發布時間:2025-4-27
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光學百科-超光速傳輸定義
某些量以超過真空光速的速度傳輸。

有特定條件下,光的相速度或群速度可能大于真空光速c。似乎信息也是可以超光速傳輸的,但這是與愛因斯坦的相對論理論相違背的,因為該理論認為超光速傳輸違反因果關系。但是。如果仔細研究已存在的物理理論(例如,電磁場的麥克斯韋理論,愛因斯坦的相對論和量子電動力學等),就會發現超光速傳輸并沒有任何非因果效應。任何試圖用傳統物理理論來解釋這一效應的都會陷入邏輯困境,因為中間存在的問題不容易被發現。 
兩種相對簡單的明顯非因果傳輸的例子是: 

  1. X射線或者近光學共振原子的相速度可能大于c。即使很簡單的機械模型(例如,一系列耦合擺)都能得到相速度大于c。但是不能直接測量具體信號的相位波前,信號傳輸需要某些調制方法。 

  2. 可以通過發送脈沖傳輸信息。這時信息的傳播速度為群速度,即峰值傳播的速度。群速度大于c得到超光速傳輸,這可以在隧道實驗中得到。但是,在確定攜帶信息脈沖的峰值時容易出現錯誤。例如,高斯形狀的脈沖在峰值被探測之前就已經被探測到了,因為在之前的一段時間檢測到了光強。因此,需要考慮一種不同的信號,即在探測之前并沒有任何信息傳送的信號。采用這種信號時,最早能探測到它的時間即當他以真空光速c傳播時。一個前驅的光以該速度傳播,但是通常很弱而無法探測到,特殊情況下才能探測到。 

當然,現存的物理理論,例如,愛因斯坦的相對論,也可能需要重新考慮或被新的理論取代,甚至允許超光速傳輸。已經存在這種理論,但是目前為止,還沒有可信的證據支持用新的理論取代相對論理論。


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