Student World

Článek o údajném překonání rychlosti světla ve vakuu, která byla/je, dosud pokládána za absolutní mez, jíž se může libovolná částice bez ohledu na svou klidovou hmotnost pohybovat, vyvolal zajímavé diskuze. Klíčovou je samozřejmě otázka, zda jsou výsledky posledních experimentů v nějakém rozporu s teorií relativity a zda jsou nějak prakticky využitelné v rámci konstrukce počítačů a sítí.

Jak se zatím zdá a jak potvrzují i oba příspěvky, v případě celého pokusu jde spíše o jakousi modelovou analogii. Ostatně, model částice, kterou si můžeme představit jako pohybující se rychleji než světlo, se již dnes poměrně běžně používá. Např. z posledního vydání časopisu Astropis cituji z článku Petra Kulhánka o Hawkingově vypařování černých děr a vzniku párů částic u horizontu: "Můžeme si představit, že pod horizontem se částice po krátkou dobu pohybuje nadsvětelnou rychlostí. Nadsvětelná rychlost nevadí nepřenáší se informace a není pozorovatelná zvnějšku. U malé černé díry postačí kratší doba pohybu nadsvětelnou rychlostí, a proces je tak pravděpodobnější."
Jak se tedy zdá i z diskuzních příspěvků (a je i v souladu se speciální teorií relativity), klíčová je při nadsvětelné rychlosti nemožnost přenést informaci. Praktické využití celého objevu (uvedeného v CW 31/2000) je tedy z hlediska konstrukce počítačů a IT vůbec minimálně nejasné až pochybné…

Komentáře čtenářů:

O jednom postulátě STR
Jeden z postulátov špeciálnej teórie relativity kladie obmedzenie na rýchlosť šírenia sa signálov, teda v prípade svetla na grupovú rýchlosť a nie na fázovú. Má velmi hlboké opodstanenie a dalekosiahle dÖsledky vo všetkých moderných fyzikálnych teóriach, ktoré preukazujú velmi dobré zhody s experimentami. Takže vyjadrovať sa, že daný experiment nepopiera špeciálnu teóriu relativity, a tvrdiť, že mÖžeme na základe daného experimentu prenášať signál rýchlejšie ako cca 300 000 km/s, je vnútorne nekonzistentné a rozporuplné.
Branislav Majerník,
brunix@madein.sk. Autor vystudoval na matematicko-fyzikální fakultě Uviverzity Komenského v Bratislavě obor teoretická fyzika.

Co z experimentu rozhodně neplyne
Zpráva o tomto pokusu doslova oblétla svět. Psaly o něm nejprve britské Times, New York Times, v červenci i Nature a stovky časopisů po světě. Pokus v Princetonu je variací na dobře známé pokusy s měřením tzv. rychlosti tunelového jevu. Kromě toho také v Itálii provedli jiný druh experimentu, totiž se světlem ve vakuu, které se odráží od kulového zrcadla, na jehož ose tak zdánlivě vytváří (o 25 %) nadsvětelně rychle se pohybující vlnu.
Je třeba zdůraznit, že všechny tyto pokusy byly navrženy na základě známých a dobře otestovaných fyzikálních teorií, které jsou s teorií relativity v souladu, a proběhly přesně podle očekávání. Jsou to poměrně půvabné pokusy, které nám dávají maximální možný dojem, že něco reálného se pohybuje rychlostí větší než c (rychlost světla ve vakuu). Ve skutečnosti se ale nic hmotného ani žádná informace rychleji než c v daných pokusech nepohybuje.
Ve světě se může pohybovat nadsvětelnou rychlostí mnoho zdánlivých věcí. Tak např. pokud ostří nože nakloníme o úhel a vůči rovině chleba, při pohybu nože směrem dolů (kolmo k rovině chleba) se pohybuje průsečík přímky ostří a roviny chleba rychlostí v/sin(a), kde v je rychlost pohybu nože směrem dolů, která může přerůst c. Ovšem tento průsečík není hmotným objektem a nemůže nést žádnou informaci. Kdybychom do průsečíku vložili kuličku, proti zrychlování bude klást stále větší odpor, jelikož bude stále těžší, a tak s ní nikdy světelnou bariéru neprolomíme. Také nelze průsečíkem přenést žádnou reálnou informaci. Pokud se jednou už nůž pohybuje, nelze z naší strany ostří dát povel protější straně ostří, aby zastavila, nadsvětelnou rychlostí.
Podobně můžeme třeba stát na ose velké válcovité komory a otáčet reflektorem, světlo na stěně se může pohybovat také nadsvětelnou rychlostí, ale nelze přenášet žádnou informaci mezi dvěma místy, na kterých jsme "prasátka" zahlédli, a tudíž poloha onoho místa na stěně nepředstavuje žádný reálný objekt.
Provedené experimenty jsou bohužel jen líbivou a mediálně atraktivní variantou tohoto pohybu průsečíku nadsvětelnou rychlostí, v žádném případě nepřinášejí něco nového, co by protiřečilo dnešním pohledům na fyziku. Zvláště ani náhodou nezpochybňují teorii relativity, podle níž mimochodem nelze šířit informace nadsvětelnou rychlostí a kdo tvrdí v masmédiích opak, má buď díry ve fyzice, nebo je veden snahou po laciné senzaci.
Co se týče praktického přínosu uvedeného pokusu pro konstrukci počítačů, informace v dnešních počítačích se pohybuje téměř rychlostí "c", takže zde již není přinejmenším na základě současných poznatků žádný prostor pro zlepšení. Něco jiného jsou teleportační experimenty, jejichž logika bude jednou jistě důležitá pro konstrukci tzv. kvantovych počítačů (což zatím zatím naráží na technické překážky, ale malými krůčky jde dopředu). V tomto případě budou hrát roli korelace, které mohou "účinkovat" libovolnou rychlostí, tyto jevy však nelze interpretovat jako přenos reálné informace z místa na místo.
Luboš Motl, motl@physics.rutgers.edu
Autor studuje fyziku na Rutgersově univerzitě v USA. Z jeho aktivit lze zmínit např. práci pro edici Kolumbus nakladatelství Mladá fronta, v rámci které připravil i českou verzi bestselleru Elegantní vesmír od Briana Greena.

autor Pavel Houser