Fótons não ultrapassam velocidade da luz

Uma equipe de físicos da Universidade de Hong Kong afirma ter conseguido uma medição direta do precursor óptico de um único fóton, demonstrando que fótons individuais não podem viajar mais rápido do que a luz no vácuo.

© Revista Física (relógio do tempo)

O estudo reafirma a teoria de Einstein de que nada viaja mais rápido do que a velocidade máxima da luz e fecha um debate de uma década sobre a velocidade de um fóton individual.

Mas esta é a primeira demonstração experimental de que os chamados precursores ópticos - a frente de onda da luz, sua porção que viaja mais rapidamente - existem ao nível dos fótons individuais e que eles são, como se previa, a parte mais rápida do pacote de onda, mesmo em um meio superluminal.

Ou seja, o precursor óptico pode realmente atingir a velocidade máxima da luz c, que vale de 299.792.458 m/s.

"Os resultados ampliam nosso entendimento de como um fóton individual se move. Eles também confirmam o limite máximo de velocidade que uma informação pode ser transportada com luz," afirmou Dr. Shengwang Du, coordenador do estudo.

"Ao mostrar que os fótons individuais não podem viajar mais rápido do que a velocidade da luz, nossos resultados encerram o debate sobre a verdadeira velocidade da informação transportada por um único fóton. Nossas conclusões também poderão dar aos cientistas um quadro melhor sobre a transmissão da informação quântica," completou.

Porém, há cerca de 10 anos, a descoberta de uma propagação superluminal - acima da velocidade da luz - causou sensação ao levantar a possibilidade da viagem no tempo. Mas só até que a diferença entre a velocidade de fase e a velocidade de grupo fosse devidamente explicada.

O que ocorre é que a propagação daqueles pulsos ópticos em alguns meios específicos era apenas um efeito visual - a velocidade superluminal de um grupo de fótons não poderia ser usada para transmitir qualquer informação real.

As esperanças foram então para os fótons individuais, porque a partícula quântica fóton parece poder viajar mais rápido do que o limite da velocidade da luz no mundo clássico.

A conclusão do Dr. Shengwang Du é que os fótons individuais obedecem às regras da relatividade, confirmando a causalidade de Einstein, ou seja, que um efeito não pode ocorrer antes de sua causa. Portanto, elimina a possibilidade teórica da viagem no tempo que havia sido levantada com base na velocidade superluminal.

Isto não significa, porém, que o experimento "provou que a viagem no tempo é impossível" - ele demonstra que não é possível viajar no tempo superando o limite de velocidade do Universo com uma nave para fazer o tempo encolher.

A teoria da relatividade continua aceitando a possibilidade de uma dobradura no contínuo do espaço-tempo para chegar aonde você já esteve antes, bastando ter uma massa suficiente, e controlável, para sua realização.

Fonte: Physical Review Letters