Scharnhorst-effekten är ett hypotetiskt experiment där en ljussignal kan färdas mellan två tätt belägna plattor snabbare än ljusets hastighet . Fenomenet förutspåddes av Klaus Scharnhorst från Humboldt University ( Tyskland ) och Gabriel Barton från University of Sussex ( England ). Scharnhorst härledde effekten baserat på den matematiska analysen av kvantelektrodynamik [1] .
Enligt Heisenbergs osäkerhetsprincip är det tomma utrymmet, som anses vara ett totalt vakuum , faktiskt fyllt med virtuella subatomära partiklar som kallas vakuumfluktuationer . När en foton rör sig i ett vakuum interagerar den med dessa virtuella partiklar och kan vid absorption ge upphov till ett elektron - positronpar . Detta par är instabilt och förintas snabbt med emission av en foton som liknar den absorberade. Enligt uppskattningar minskar livslängden för fotonenergin i form av ett elektron-positronpar avsevärt den observerade fotonhastigheten i vakuum, eftersom fotonen förvandlas till partiklar med underljushastighet . Baserat på denna slutsats antogs det att hastigheten på en foton kommer att öka när den rör sig mellan Casimir-plattorna [2] . På grund av det begränsade utrymmet mellan plattorna kommer vissa virtuella partiklar som finns i ett vakuum att ha våglängder som är längre än avståndet mellan plattorna. Som ett resultat kommer tätheten av virtuella partiklar mellan plattorna att vara mindre än densiteten för virtuella partiklar utanför. Således kommer en foton som rör sig mellan plattorna att spendera mindre tid på att interagera med virtuella partiklar som minskar dess hastighet. Slutresultatet blir en ökning av fotonens hastighet, och ju närmare plattorna är desto snabbare blir ljusets hastighet. Den förväntade effekten blir dock minimal. En foton som passerar mellan två plattor belägna på ett avstånd av 1 µm kommer att öka hastigheten med 10 −36 [3] . En sådan hastighetsändring är för liten för att kunna detekteras av befintliga instrument, vilket gör det omöjligt att upptäcka Scharnhorst-effekten för närvarande.
Förekomsten av fotoner som rör sig snabbare än ljusets hastighet har ifrågasatts, eftersom detta kan bryta orsakssamband, eftersom information i detta fall fortplantar sig snabbare än ljusets hastighet [4] . Flera författare påpekar dock att Scharnhorsteffekten inte kan leda till kausala paradoxer [4] [5] .
| kvantelektrodynamik | |
|---|---|