Analisis Memperlambat Kecepatan Cahaya

Pada dasarnya, kecepatan cahaya bisa saja diperlambat sedikit karena perjalanan melalui meterial seperti air atau kaca. Tetapi secara umum hal ini dianggap mustahil untuk partikel cahaya, atau dalam istilah lain lebih dikenal sebagai sebagai foton, dimana foton akan melambat ketika berjalan melalui ruang bebas. Dan situasi ini terlepas daripada interaksi foton dengan material.

 Baru-baru ini, para ilmuwan menerbitkan hasil analisis dalam jurnal Science Express edisi 23 Januari 2015. Para ilmuwan berasal dari University of Glasgow dan Heriot-Watt University, untuk pertama kalinya mereka membuktikan bagaimana studi ini berhasil memperlambat foton dalam ruang bebas. Para ilmuwan telah menunjukkan penerapan masker pada sinar optik, digunakan untuk memberikan foton pada ruang yang dapat mengurangi kecepatannya. Percobaan ini dipimpin oleh Profesor Miles Padgett dari tim University of Glasgow's Optics Group, dan bekerja sama dengan Stephen Barnett, Daniele Faccio dari Heriot-Watt University. 

Analisis Memperlambat Kecepatan Cahaya

Para ilmuwan membandingkan seberkas cahaya yang mengandung banyak foton, pengujian ini dilakukan dengan siklus terus menerus secara bergantian. Meskipun kelompok cahaya bergerak sepanjang lintasan (dianggap sebagai satu unit), kecepatan siklus individu dapat bervariasi karena bertukar posisi. Pembentukan kelompok dapat mempersulit untuk menentukan kecepatan cahaya tunggal (untuk semua siklus), dan hal yang sama berlaku pada cahaya. Sebuah pulse cahaya tunggal mengandung banyak foton, dan ilmuwan mengetahui bahwa pulse cahaya ditandai melalui kecepatan yang berbeda.

Percobaan tim mengkonfigurasi waktu percobaan dengan dua foton yang dilepas secara bersamaan melintasi jarak yang sama menuju garis akhir. Ilmuwan menemukan bahwa satu foton mencapai garis akhir seperti yang diperkirakan, tetapi foton terstruktur yang telah dibentuk kembali dikuti masker. Artinya, kecepatan cahaya lebih lambat di ruang bebas, pengujian ini lebih dari jarak satu meter dimana tim ilmuwan mengukur perlambatan hingga mencapai panjang gelombang berkisar 20, berkali-kali lebih besar daripada pengukuran presisi.

Penelitian ini membuktikan bahwa setelah sinar cahaya melalui masker, foton bergerak lebih lambat melewati ruang. Situasi ini sangat berbeda dengan efek perlambatan kecepatan cahaya melalui media seperti kaca atau air, dimana cahaya hanya melambat selama melewati materi, dan kecepatan cahaya kembali normal setelah keluar sisi lainnya. Pengaruh perjalanan cahaya melalui masker telah membatasi kecepatan puncak dimana foton dapat melakukan perjalanan.

Menurut Daniel Giovannini, mereka burusaha memperkenalkan struktur sinar kecil yang diukur dalam satuan mikrometer dengan jarak propagasi satu meter. Secara signifikan semua pengujian telah diukur serupa melalui efek dua jenis balok yang dikenal sebagai balok Bessel dan balok Gaussian. 

Penelitian ini telah menemukan efek memperlambat foton dengan beberapa prinsip optik halus. Temuan ini menunjukkan bahwa propagasi kecepatan cahaya dapat diperlambat dibawah ukuran umum 299,792,458 meter per-detik ketika melalui udara atau ruang vakum.

Meskipun para ilmuwan mengukur efek yang terjadi pada foton tunggal, hal ini juga berlaku pada cahaya terang. Efeknya terbesar ketika lensa yang digunakan untuk membuat balok besar dan jarak cahaya yang difokuskan kecil, dimana efeknya hanya berlaku pada jarak dekat. Padgett mengatakan bahwa pengujian ini cukup mengejutkan, dimana kecepatan cahaya lebih lambat tapi efeknya memiliki landasan teoritis yang solid.

Hasil analisis memberi pandangan baru tentang sifat-sifat cahaya, para ilmuwan terus mengeksplorasi potensi penemuan ini dalam aplikasi yang bisa diterapkan di masa depan. Efek perlambatan kecepatan cahaya akan berlaku untuk semua teori gelombang, sehingga perlambatan yang sama bisa juga diuji dalam gelombang suara.