Reist Licht immer mit der gleichen Geschwindigkeit?

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum beträgt 299,792,458 Meter pro Sekunde oder 670,615,343 Meilen pro Stunde. Dies wird durch die Variable c repräsentiert, die für das lateinische celeritas steht, was Geschwindigkeit bedeutet. Physiker sind sich einig, dass die Annahme der allgemeinen Relativitätstheorie, Einsteins vorherrschender Physiktheorie, die Annahme der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum als Konstante bedeutet. Daher wird jedes Experiment, das vorschlägt, dass sich die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum mit der Zeit ändert, in der Physik-Community mit großem Misstrauen betrachtet.

Es ist jedoch allgemein bekannt, dass die Lichtgeschwindigkeit variabel ist, wenn sie sich nicht durch ein Vakuum bewegt. Das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit durch ein gegebenes Medium und durch ein Vakuum wird Brechungsindex oder optische Dichte des Mediums genannt. Einige Medien haben einen so hohen Brechungsindex, dass sie das Licht auf die Geschwindigkeit einer gehenden Person verlangsamen oder sogar vorübergehend zum Erliegen bringen können.

Zum Beispiel ist die Lichtgeschwindigkeit durch Luft sehr nahe an der Geschwindigkeit im Vakuum. Je nachdem, wie dicht das transparente Medium ist, kann es das Licht mehr oder weniger verlangsamen. Wasser und Glas können es auf 3/4 bzw. 2/3 von c verlangsamen. Unterschiedliche Wellenlängen wandern auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch unterschiedliche Medien. Blaues Licht bewegt sich beispielsweise beim Durchgang durch ein Prisma mit einer anderen Geschwindigkeit als rotes Licht, wodurch sich die beiden in einem als Dispersion bezeichneten Prozess trennen.

In Wirklichkeit verlangsamt sich die Lichtgeschwindigkeit nie wirklich. Es wird nur verzögert, da die Photonen von Atomen im Zwischenraum absorbiert und wieder emittiert werden. Wenn ein Lichtstrahl aus einem transparenten Medium in ein Vakuum austritt, bewegt er sich ohne zusätzliche Energie mit der gleichen Geschwindigkeit weiter, mit der er ursprünglich eingetreten ist. Dies zeigt, dass eine Verlangsamung lediglich illusorisch ist.

Mindestens zwei Medien sind in der Lage, Licht enorm zu verlangsamen: Einstein-Bose-Kondensate und heißes Rubidiumgas. Diese wurden beide verwendet, um das Licht vollständig zu stoppen. Dies gelang erstmals temporär in 2001 durchgeführten Experimenten.