Скорость света превышена! Или нет?

"Ученые разогнали световой пучок выше скорости света" - именно с таким некоторые издания и сайты опубликовали новость 21 мая сего года.

Столь удивительное открытие, конечно, не могло не вызвать огромный интерес тысяч учёных, ведь уже давно известно, что скорость света постоянна и не может увеличиваться. Если кому-то удалось преодолеть столь фундаментальный принцип, то это, конечно, должно было бы перевернуть всю науку. Как же так получилось, что сей замечательный факт оказался не замечен широкой аудиторией?

Издание "Российская газета" опубликовало эту невероятную новость со ссылкой на некий сайт ScienceAlert. Да, мне тоже сначала почудился призрак журнала Science, но нет. Это просто новостное издание, основанное в 2006 году бывшим программистом Microsoft Крисом Касселлой, занимающееся публикацией новостей на научную тематику. Существует сайт на доходы с рекламы, а ведут его журналисты с частичной занятостью, не имеющие профильного образования в рассматриваемых областях науки.

Помимо "РГ", похожими новостями разразились и некоторые другие сайты, например, "Московский комсомолец" и Planet Today. Более того, в некоторых источниках новость сопровождается цитатой, якобы принадлежащей исследователям:

"Общепринято считается, что есть абсолютный предел скорости во Вселенной, связанный с пределом скорости распространения электромагнитных волн в вакууме. Но мы доказали, что 300 тысяч километров в секунду — это не предел"

Разумеется, никакого света быстрее света у авторов не было. И ничего подобного указанной цитате они не писали.

Особенно печально, что подобную новость опубликовала и знаменитая "Популярная механика". Уж от неё-то никто не ожидал такого зашквара. Хорошо хоть без вымышленных "цитирований авторов".

Что же на самом деле скрывается в той самой статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters? Давайте взглянем на аннотацию:

Медленный и быстрый свет, или большие изменения в групповой скорости света, наблюдались в различных оптических средах, но точный оптический контроль, необходимый для получения наблюдаемого эффекта, не был получен в плазме. Мы опишем, как ионо-акустический ответ в полностью ионизированной плазме может породить большие измеряемые изменения в групповой скорости света. Мы покажем первую экспериментальную демонстрацию медленного и быстрого света в плазме, измеряющую групповые скорости от 0.12c до -0.34c.

Наверное, вы ничего не поняли. Но как-то не видно никаких таких "быстрее скорости света". Зато внимательные читатели наверняка обратили внимание, что все три упоминания скорости - это всегда упоминания групповой скорости. А это не скорость реальных физических сущностей.

Да-да, на самом деле скорости быстрее света не только возможны, но и наблюдаются. Вот только это всегда скорости не реальных объектов, а виртуальных сущностей.

В качестве простого и наглядного примера представим себе, что группа болельщиков на идеальном сферическом стадионе в вакууме с шириной сидений на трибунах 50 см, обладающая высокоточными суператомными часами, образует волну, поднимая руки с интервалами 0.000000001 с. В этом случае волна будет двигаться со скоростью 0.0005/0.000000001=500000 км/с, что заметно больше скорости света. Однако это не будет скоростью реального физического объекта. Если, например, болельщики будут пытаться вместо "волны" передавать друг другу мячик, то они никак не смогут передавать его с такими короткими интервалами - им просто не хватит времени на преодоление этих самых 50 см расстояния между сидениями.

Вот и в данном случае речь вовсе не идёт о скорости реального физического света, а о групповой скорости. Она же может превышать скорость света, что совсем не является странным и никак не противоречит СТО. А так хотелось увидеть сенсацию...

О том, что же реально исследовалось в статье, можно лучше узнать из нормальной адекватной новости на сайте лаборатории авторов исследования. Вот что там, в частности, написано:

Эксперимент проводился в лазерной установке "Юпитер", в которой высокоэнергетический луч накачки и низкоэнергетический зондирующий луч пересекались в гелий-водородной плазме. Изменяя разность длин волн лучей, команда [исследователей] смогла изменить групповую скорость светового импульса с 0.995c до 0.12c и -0.34c.

Кстати в новости приведены и цитаты исследователей. Настоящие цитаты, а не какая-то выдуманная хрень.

Конечно же, учёные далеко не в первый раз достигают высоких скоростей, превышающих скорость света. Вот, например, красиво звучащая новость двухлетней давности: Групповую скорость света превысили в 30 раз относительно скорости света в вакууме. Как нетрудно догадаться, она тоже никак не нарушает постулаты Эйнштейна.

Фу и бе тем бякам-журналистам, которые пишут полную чушь, не вникая в суть происходящего.

Ссылки:

* Goyon C, Edwards MR, Chapman T, et al. Slow and Fast Light in Plasma Using Optical Wave Mixing. Phys Rev Lett. 2021;126(20):205001. doi:10.1103/PhysRevLett.126.205001 - оригинальная научная статья

* Research describes slow and fast light in plasma - новость на сайте лаборатории

* "Популярная механика" опозорилась… - обсуждение на форуме RSDN