Naturkonstante ausgebremst: Forscher haben erstmals einen Lichtstrahl im freien Vakuum verlangsamt – etwas, das bisher als unmöglich galt. Aber weil die Physiker die Struktur des Laserstrahls durch eine Linse veränderten, klappte es doch. Die Photonen dieses Lichts kamen 20 Wellenlängen später an als die eines Vergleichsstrahls, wie die Forscher im Fachmagazin „Scicence“ berichten.
Seit Albert Einstein ist es eigentlich klar: Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist eine Naturkonstante und als solches unveränderbar. „Diese Konstante spielt eine entscheidende Rolle für die Relativität, für Feldgleichungen und technologische Anwendungen“, erklären Daniel Giovaninni von der University of Glasgow und seine Kollegen. Zwar lässt sich Licht in bestimmten Kristallen kurzzeitig abbremsen, im Vakuum aber, so die Annahme, bleibt die Lichtgeschwindigkeit immer konstant.
Wettrennen der Laserstrahlen
Genau das aber scheinen Giovaninni und seine Kollegen nun in einem Experiment widerlegt zu haben. Dabei schickten sie einen Laserstrahl in einer Vakuumkammer durch eine spezielle konische Linse, die die Struktur des Strahls veränderte. Normalerweise bilden die parallel und im Gleichtakt schwingenden Wellen des Laserlichts einen sogenannten Gauß-Strahl: Seine Intensität nimmt von der Mitte her nach außen hin ab.
Durch die Spezial-Linse veränderten die Forscher die Querschnittsstruktur des Laserstrahls und verliehen ihm Merkmale eines sogenannten Bessel-Strahls. Dabei wird der Strahl quasi in sich selbst gekreuzt. Um zu testen, ob diese Modulation eine Veränderung der Lichtgeschwindigkeit bewirkt, ließen die Forscher Photonen aus diesem Strahl gegen die eines unveränderten Kontrollstrahls gegeneinander antreten. Einen Meter vom Startpunkt entfernt registrierte ein Messgerät, wann die Photonen ankamen und wie groß ihr zeitlicher Abstand war.
