Scharnhorstův efekt je hypotetický experiment, ve kterém se světelný signál může pohybovat mezi dvěma těsně umístěnými deskami rychleji, než je rychlost světla . Tento jev předpověděli Klaus Scharnhorst z Humboldtovy univerzity ( Německo ) a Gabriel Barton z University of Sussex ( Anglie ). Scharnhorst odvodil efekt na základě matematické analýzy kvantové elektrodynamiky [1] .
Podle Heisenbergova principu nejistoty je prázdný prostor, považovaný za úplné vakuum , ve skutečnosti vyplněn virtuálními subatomárními částicemi nazývanými fluktuace vakua . Když se foton pohybuje ve vakuu, interaguje s těmito virtuálními částicemi a po absorpci může dát vzniknout páru elektron - pozitron . Tento pár je nestabilní a rychle anihiluje s emisí fotonu podobného tomu absorbovanému. Podle odhadů životnost fotonové energie ve formě elektron-pozitronového páru výrazně snižuje pozorovanou rychlost fotonu ve vakuu, protože foton se mění v částice s rychlostí podsvětla . Na základě tohoto závěru se předpokládalo, že rychlost fotonu se při pohybu mezi Casimirovými deskami zvýší [2] . Kvůli omezenému prostoru mezi deskami budou mít některé virtuální částice, které existují ve vakuu, vlnové délky , které jsou delší než vzdálenost mezi deskami. V důsledku toho bude hustota virtuálních částic mezi deskami menší než hustota virtuálních částic vně. Foton pohybující se mezi deskami tedy stráví méně času interakcí s virtuálními částicemi, které snižují jeho rychlost. Konečným výsledkem bude zvýšení rychlosti fotonu a čím blíže jsou desky, tím rychlejší bude rychlost světla. Předpokládaný efekt však bude minimální. Foton procházející mezi dvěma deskami umístěnými ve vzdálenosti 1 µm zvýší rychlost o 10 −36 [3] . Taková změna rychlosti je příliš malá na to, aby ji mohly detekovat stávající přístroje, což v současnosti znemožňuje detekovat Scharnhorstův efekt.
Existence fotonů pohybujících se rychleji než rychlost světla byla zpochybněna, protože to může narušit kauzální vztahy, protože v tomto případě se informace šíří rychleji než rychlost světla [4] . Několik autorů však poukazuje na to, že Scharnhorstův efekt nemůže vést ke kauzálním paradoxům [4] [5] .
| kvantová elektrodynamika | |
|---|---|