24.05.2011

Richtungsabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit nachgewiesen

Erstmals konnte die Abhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit von der Ausbreitungsrichtung in einem elektromagnetischen Feld experimentell überprüft werden.

Erstmals konnte die Abhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit von der Ausbreitungsrichtung in einem elektromagnetischen Feld experimentell überprüft werden. 

Im absoluten Vakuum breitet sich das Licht mit einer konstanten Geschwindigkeit von 299 792 458 m/s in alle Richtungen aus. Die Lichtgeschwindigkeit ist jedoch unter bestimmten Bedingungen von der Ausbreitungsrichtung abhängig, zum Beispiel in einem elektromagnetischen Feld. Ende der 70er Jahre wurde dies bereits theoretisch bewiesen, konnte jedoch bislang noch nie experimentell beobachtet werden. Französischen Forschern der Universität Paul Sabatier in Toulouse ist es nun erstmals gelungen, diesen Effekt mit einer Genauigkeit von einer milliardstel Sekunde in einem elektromagnetischem Feld in Stickstoff zu messen.

Abb.: Der im Experiment verwendete optische Resonator (Bild: Cécile Robilliard / CNRS)

Das Experiment wurde in einem mit Stickstoff gefüllten optischen Resonator durchgeführt, in dem sich Magnete und Elektroden befanden, die ein starkes elektrisches Feld erzeugten. Dieses war bis zu 20.000 Mal stärker als das Magnetfeld der Erde. Bei der Hin- und Herbewegung des Lichts konnte schließlich ein vom elektromagnetischen Feld erzeugter Geschwindigkeitsunterschied von ca. einem Nanometer pro Sekunde nachgewiesen werden.

Durch die Ergebnisse werden neue Perspektiven eröffnet, wie zum Beispiel im Bereich der Messung der Anisotropie bei der Lichtausbreitung. Gelingt es, die Empfindlichkeit der Messgeräte noch zu erhöhen, könnten die Forscher die winzigen Abweichungen von der Lorentz-Invarianz im Rahmen der Relativitätstheorie beobachten, und somit das Standardmodell der Elementarteilchenphysik verbessern. Zum Anderen könnte diese Richtungsanisotropie ganz neue Anwendungen in der Optik liefern, insbesondere bei Komponenten, deren physikalisches Verhalten von der Ausbreitungsrichtung abhängt und vom elektromagnetischen Feld kontrolliert wird.

Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland / AL


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