NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2015/nanodeeltjes-laten-licht-onverwacht-sneller-bewegen-amolf/

Geprint op :
17 december 2018
01:41:42

De waarneming op AMOLF druist in tegen de zeventig jaar oude verwachting dat de brekingsindex van de deeltjes de lichtsnelheid voorspelt. In dat geval zouden de nanodeeltjes het licht juist vertragen, maar het tegenovergestelde gebeurt. De deeltjes zorgen er bovendien voor dat het licht langer opgesloten blijft in de holte. Omdat het meten van dit soort veranderingen van de lichtsnelheid de basis vormt voor extreem gevoelige sensoren, is dit een belangrijke constatering.

Straling
De opmerkelijke resultaten van het experiment zijn toe te schrijven aan de straling die de nanodeeltjes en de trilholte uitzenden. De  interferentie van de beide stralingsgolven blijkt de rondlooptijd van het licht in de trilholte aan te passen. Er is altijd gedacht dat het effect van straling verwaarloosbaar is, met name bij perfect gevormde holtes zoals die hier zijn gebruikt. Die aanname blijkt onjuist: de experimenten laten zien dat dit stralingseffect relevant is, en zelfs de invloed van de brekingsindex kan overschaduwen. Dit inzicht kan ook een nieuwe kijk geven op andere systemen, waar energieverlies in de vorm van straling, weerstand, of wrijving eenzelfde rol zou kunnen spelen.
Het experimenteel aantonen van deze invloed van straling op de lichtsnelheid is van belang voor de ontwikkeling van sensoren. Veel moderne gevoelige sensoren zijn gebaseerd op nauwkeurige metingen van de lichtsnelheid. Het onderzoek werd gepubliceerd in Physical Review Letters.

Brekingsindex
Voor het experiment gebruikten de onderzoekers een donutvormige glazen holte waarin het licht lange tijd kan ronddraaien. Vlakbij de donut plaatsten ze gouden nanodeeltjes. De onderzoekers zagen tot hun verbazing dat het licht onder invloed van de nanodeeltjes sneller ging bewegen, en ook langer dan verwacht in de holte opgesloten bleef. Tot nu toe dachten wetenschappers dat het tegenovergestelde zou gebeuren: het licht zou vertragen, omdat de hoge brekingsindex van de nanodeeltjes de lichtsnelheid in de donut verandert.