Tốc độ ánh sáng phụ thuộc vào hướng

Ánh sáng không đi cùng một tốc độ theo mọi hướng dưới ảnh hưởng của trường điện từ. Mặc dù đã được dự đoán theo lý thuyết nhưng đây lần đầu tiên hiệu ứng phản trực giác này đã được một nhóm nghiên cứu đến từ Pháp chứng minh thực nghiệm trong một chất khí.

Các nhà nghiên cứu đã đo được sự khác biệt giữa tốc độ lan truyền của ánh sáng theo một hướng và hướng ngược lại với độ chính xác tuyệt đối, khoảng một phần tỷ giây. Kết quả này đã mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu chuyên sâu hơn nhằm mục tiêu cải tiến mô hình mô phỏng tương tác hạt cơ bản. Nghiên cứu được đăng trên Tạp chí Physical Review Letters này cũng đã chỉ ra những khả năng ứng dụng mới trong quang học.

Trong chân không tuyệt đối, ánh sáng đi với tốc độ không đổi là 299.792.458 m/s. Dường như hiển nhiên rằng, ánh sáng sẽ lan truyền cùng tốc độ theo mọi hướng. Tuy nhiên, trái với trực giác, có những trường hợp mà ở đó đặc điểm này không đúng, đặc biệt là khi có mặt điện trường và từ trường. Những trường hợp như vậy đầu tiên đã được dự đoán theo lý thuyết vào cuối những năm 1970 và đã được quan sát trong chân không. Tuy nhiên, những biến đổi rất nhỏ đó rất khó xác minh bằng thực nghiệm.

Tiến bộ công nghệ ngày nay có thể giúp phát hiện những hiệu ứng này trong chất khí (trong trường hợp này là ni-tơ). Để quan sát chúng, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một thiết bị cộng hưởng quang học mà ở đó chùm ánh sáng đi qua một thiết bị và điện cực tạo ra điện từ trường cực mạnh (từ trường được sử dụng mạnh gấp 20.000 lần so với từ trường Trái Đất).

Theo cách này, lần đầu tiên họ đã chứng minh thành công bằng thử nghiệm rằng ánh sáng không đi cùng một tốc độ theo các hướng đối lập nhau trong chất khí có sự hiện diện của điện từ trường. Sự khác biệt về vận tốc đo được là khoảng 1 phần tỷ giây (tương đương với 10-18 lần tốc độ ánh sáng). Sự khác biệt vô cùng nhỏ đã được dự đoán theo lý thuyết này do điện từ trường gây ra.

Các kết quả này mở ra nhiều hướng đi mới. Đầu tiên, các nhà nghiên cứu có thể có các số đo về tính dị hướng của sự lan truyền ánh sáng để được mở rộng thậm chí xa hơn. Bằng cách tăng độ nhạy của thiết bị đo, một ngày nào đó có thể quan sát được độ gián đoạn tính bằng phút của tính bất biến Lorentz, phép đối xứng cơ bản thể hiện một phần của thuyết tương đối.

Điều này cũng có thể giúp thử nghiệm một số gợi ý lý thuyết nhằm cải thiện mô hình chuẩn (mô hình mà ngày nay đang được sử dụng mô phỏng tất cả các tương tác giữa các hạt cơ bản). Thứ hai, tính dị hướng do điện từ trường quy định đó có thể mở nhiều ứng dụng mới trong quang học như các bộ phận có hành vi khác nhau tùy thuộc vào hướng; mọi thứ đều được điều khiển bằng một từ trường.

TIN CŨ HƠN
Các nhà khoa học phát hiện LUCA, sinh vật đơn bào được cho là thủy tổ của sự sống

Các nhà khoa học phát hiện LUCA, sinh vật đơn bào được cho là thủy tổ của sự sống

Tổ tiên chung phổ quát cuối cùng là một tế bào sống cách đây 4,2 tỷ năm, khi Trái đất có những đại dương nóng và rất ít oxy.

Đăng ngày: 28/08/2025
Những điều bí ẩn trong rừng Amazon khiến bạn

Những điều bí ẩn trong rừng Amazon khiến bạn "hết hồn"

Khu rừng già Amazon rộng lớn luôn ẩn chứa những điều bí ẩn chưa được khám phá, khiến chuyến đi vào rừng đầy rẫy hiểm nguy nhưng không kém phần thú vị và kích thích trí tò mò.

Đăng ngày: 28/08/2025
Đất nước duy nhất chưa từng có bóng dáng loài rắn từ thuở sơ khai

Đất nước duy nhất chưa từng có bóng dáng loài rắn từ thuở sơ khai

Bạn biết không, rắn là một trong những loài có độ phân bổ sinh học tương đối rộng. Chỉ cần có điều kiện phù hợp, rắn chắc chắn sẽ xuất hiện.

Đăng ngày: 27/08/2025
Cặp chị em song sinh độc nhất vô nhị

Cặp chị em song sinh độc nhất vô nhị

Cặp chị em sinh đôi người Mỹ Sienna và Sierra Bernal được đánh giá là độc nhất vô nhị khi một trong số họ chỉ có kích thước cơ thể bằng một nửa người còn lại.

Đăng ngày: 27/08/2025
Nguồn gốc của oxy trên Trái Đất

Nguồn gốc của oxy trên Trái Đất

Hàng tỷ năm trước, thạch anh vỡ vụn phản ứng với nước, cung cấp điều kiện cần thiết cho tiến hóa của vi sinh vật quang hợp sản sinh phần lớn oxy trong khí quyển ngày nay.

Đăng ngày: 27/08/2025
Ánh sáng dạng hạt hay dạng sóng?

Ánh sáng dạng hạt hay dạng sóng?

Một thí nghiệm mới đây (2/11) của các nhà khoa học tại Đại học Bristol của Anh, lần đầu tiên cho thấy, ánh sáng ở dạng hạt và sóng đồng thời cùng một lúc, có thể giải mã bí ẩn bản chất thật sự của ánh sáng và toàn bộ thế giới lượng tử.

Đăng ngày: 26/08/2025
Bộ tộc khỏa thân và tục lệ ăn thịt người, dùng sọ làm cốc

Bộ tộc khỏa thân và tục lệ ăn thịt người, dùng sọ làm cốc

Bộ tộc Aghori này thường khỏa thân, dùng sọ người làm cốc, cắn đứt đầu các động vật sống và ngồi thiền trên xác chết.

Đăng ngày: 24/08/2025
Khoa Học News