La velocidad de la luz disminuye con el aumento de la densidad del medio óptico mientras que la velocidad del sonido aumenta con el aumento de la densidad del medio. Entonces, ¿hay alguna posibilidad de construir un material en el que el sonido viaje más rápido que la luz?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
No es posible construir un material donde la velocidad del sonido sea mayor que la de la luz en el vacío, es decir $c$ . Esto se debe a que las fuerzas interatómicas que propagan las vibraciones que componen el sonido sólo pueden propagarse a la velocidad de la luz. Dicho esto, puedes acercarte sorprendentemente en una estrella de neutrones la velocidad del sonido puede acercarse bastante a la velocidad de la luz .
Pero supongo que te interesa específicamente comparar la velocidad del sonido con la velocidad de la luz en el material, no la velocidad de la luz en el vacío. En este caso tienes que apreciar que la luz que se propaga a través de un dieléctrico no es luz. La interacción de la luz con el dieléctrico hace que la función de onda de la luz se mezcle con la función de onda de los electrones en el dieléctrico para producir una cuasipartícula llamada polaritón . Así que su pregunta es realmente ¿puede la velocidad del sonido ser mayor que la velocidad de un polaritón?
Y en principio la respuesta es que sí se puede. No conozco ningún dato concreto que compare la velocidad del sonido y de la luz, pero la luz puede detenerse por completo en un condensado de Bose-Einstein . Suponiendo que estos sistemas puedan propagar ondas sonoras (lo que parece probable), esto significa que la velocidad del sonido debe ser mayor que la de la luz.
Pero hay que ser cauteloso a la hora de atribuir un gran significado físico a esto. Recuerda que en realidad estamos comparando la velocidad del sonido con la velocidad de los polaritones, y no hay ningún significado especial para la velocidad de propagación de los polaritones.
user100613
Puntos
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Leí un artículo sobre un grupo de científicos que fueron capaces de reducir la velocidad de la luz a unas 40 mph, produciendo una fuente de luz monocromática y luego dirigiendo esta fuente de luz a través de una densa disposición de átomos de sodio extremadamente fríos. Yo sugeriría buscar un condensado de Bose-Einstein, que es una condición cuando la materia se enfría hasta casi el cero absoluto. Así que hay condiciones en las que la luz puede ser más lenta que la velocidad del sonido, pero no estoy seguro de que a través de ese mismo medio.
