Cum poate fi lumina mai ”înceată” ca ea însăși: secretele luminii ”spiralate”

Viteza luminii calculată de Albert Einstein este de aproximativ 300.000 de km/secundă. Deși viteza acesteia rămâne constantă în forma sa naturală, ultimele cercetări au demonstrat că aceasta poate fi modificată pentru a călători cu o viteză mai mică.

Viteza luminii este standardul absolut pentru viteză în Univers. Aceasta se propagă atât sub formă de undă cât și sub formă de rază în același timp, cu o viteză constantă. Totuși, pentru a permite transmiterea unui număr cât mai mare de date sub forma fotonilor, inginerii de la Universitatea din Ottawa au reușit să creeze lumina ”învârtită” sau ”spiralată” (twisted light) prin intermediul căreia companiile de telecomunicații pot transmite mai multe informații printr-un cablu de fibră optică.

Folosind metoda de modificare a luminii numită Orbital Angular Momentum, sau inerția angular-orbitală a luminii, cercetărorii canadieni au reușit să ”pună frână” vitezei fotonilor, permițând unei raze de lumină de o anumită culoare, sau lungime de undă, să ia forma unei spirale. Dacă până acum fotonii erau trimiși printr-un cablu de fibră optică sub forma unui ”laser” cu țintă fixă (singurele modificări de informație apărând în urma variației numărului de fotoni emiși), noua metodă de a transmite informația se face sub forma codării informației prin schimbarea polarizării luminii. Cum fiecare ”învârtitură” codează informația într-un mod diferit, iar numărul de învârtituri dintr-o spirală este infinit, informația care poate fi stocată în noul semnal optic poate fi mult mai mare decât prin metoda clasică a transmiterii informației cu ajutorul fotonilor.

Totuși, marea surpriză a venit în timpul testării noii metode de transmitere a semnalului. Cercetătorii din Ottawa au descoperit că noua lumină spiralată călătorește cu o viteză mai mică de 299,792,458 metri pe secundă în vid, viteza luminii normale. Dacă v-ați speriat cumva că viteza cablurilor optice ale viitorului se va întoarce la standardul vechiului dial-up, puteți să stați liniștiți. Lumina spiralată este cu 0.1% mai înceată decât cea naturală.

Motivul pentru care lumina spiralată călătorește mai încet în vid decât lumina normală este datorat faptului că prima capătă o ușoară înclinație în timp ce călătorește către receptor. În alte cuvinte, fotonii spiralați nu o iau pe carea cea mai scurtă atunci când merg într-o direcție, precum cei naturali. Diferența de viteză dintre cele două raze de lumină este de doar 23 de femtosecunde, adică 23 de cvadrilioane părți dintr-o secundă. Așadar, utilizatorul obișnuit nu va simți nici o diferență în viteza semnalului primit sau trimis, dar cantitatea de date schimbată între receptor și emițător va crește considerabil.