Una nuova ricerca suggerisce che la velocità della luce potrebbe non essere costante, ma sarebbe fluttuante. Alla University of Paris-Sud, Marcel Urban e colleghi hanno identificato un meccanismo a livello quantistico per interpretare il vuoto come un ribollire di coppie di particelle virtuali, con valori di energia fluttuanti. In questo modo le caratteristiche inerenti del vuoto, come la velocità della luce, potrebbero non essere una costante, ma fluttuare. In un altro studio al Max Planck Institute for the Physics of Light, Gerd Leuchs e Luis L. Sánchez-Soto, suggeriscono che le costanti fisiche, come la velocità della luce e l'impedenza dello spazio fisico (377 ohm), siano indicazioni del numero totale di particelle elementari in natura. Il vuoto è uno dei concetti più sfuggenti in fisica. Quando osservato a livello quantistico, non è vuoto, ma è pieno di coppie di particelle che appaiono e scompaiono continuamente, come coppie di elettroni-positroni o quark-antiquark. Queste particelle effimere sono reali, ma la loro vita è estremamente breve. Urban e colleghi hanno stabilito, per la prima volta, un meccanismo quantistico dettagliato che spiegherebbe la magnetizzazione e polarizzazione del vuoto, definite permeabilità e permittività del vuoto e la velocità finita della luce. Questa scoperta è rilevante, perchè suggerisce l'esistenza di un numero limitato di particelle effimere per unità di volume nel vuoto. Il risultato è la possibilità teorica che la velocità della luce non sia fissa, come assunto dalla fisica convenzionale.
Potrebbe invece fluttuare ad un livello indipendente dall'energia di ogni quanto di luce o fotone e superiore alle fluttuazioni indotte dalla gravità a livello quantistico. La velocità della luce dipenderebbe dalle variazioni nelle proprietà del vuoto di spazio o tempo. Le fluttuazioni del tempo di propagazione del fotone sono stimate nell'ordine di 50 attosecondi per metro quadrato di vuoto attraversato e si potrebbe verificare con nuovi laser ultraveloci. Leuchs e Sanchez-Soto, hanno modellato coppie di particelle virtuali cariche come dipoli elettrici responsabili della polarizzazione del vuoto. Hanno scoperto che una specifica proprietà del vuoto detta impedenza, cruciale per determinare la velocità della luce, dipende solo dalla somma del quadrato delle cariche elettriche delle particelle, ma non dalla loro massa. Se la loro idea è corretta, il valore della velocità della luce combinato col valore dell'impedenza del vuoto, fornisce un'indicazione del numero totale di particelle elementari cariche esistenti in natura. I risultati sperimentali supportano questa ipotesi.
Riferimenti:
M. Urban et al., The quantum vacuum as the origin of the speed of light, European Physical Journal D, 2013, DOI: 10.1140/epjd/e2013-30578-7 http://www.springer.com/physics/atomic%2C+molecular%2C+optical+%26+plasma+physics/journal/10053
M. Urban et al., The quantum vacuum as the origin of the speed of light, arXiv, 2013, arxiv.org/abs/1302.6165
Gerd Leuchs, Luis L. Sánchez-Soto, , A sum rule for charged elementary particles, European Physical Journal D, 2013, DOI: 10.1140/epjd/e2013-30577-8 (open access)
Tradotto da Richard per Altrogiornale.org
Fonte: http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2013/04/speed-of-light-not-a-constant-it-varies-.html