En las velocidades de fase superlumínicas, ¿qué es lo que viaja más rápido que la luz?

Question

Entiendo que información no puede transmitirse a una velocidad superior a la de la luz. Pienso en esto en términos de la emisión de radio: la estación envía frecuencias portadoras $\omega_c$ pero el contenido real se lleva en la onda modulada, las bandas laterales $\omega_c\pm\omega_m$ . La envolvente de modulación tiene su velocidad de grupo y ésta es la velocidad a la que se transmite la información. También sabemos, por ejemplo, que los rayos X en el vidrio tienen una velocidad de fase que es mayor que la velocidad de la luz en el vacío.

Mi pregunta es, ¿qué exactamente ¿es lo que viaja más rápido que la velocidad de la luz?

EDITAR : Sé que no puede ser nada físico ya que es superlumínico. Mi problema es qué es lo que no tiene absolutamente ningún contenido de información y sin embargo le asociamos una velocidad.

Answer 1

Ilumina la pared con una linterna. Gira la linterna para que el punto iluminado se mueva.

P: ¿A qué velocidad se mueve la mancha?
R: Depende de la distancia de la pared.

P: ¿A qué velocidad puede moverse la mancha?
R: No hay límite. Pon la pared lo suficientemente lejos, y el punto puede moverse con cualquier velocidad.

P: ¿Qué se mueve por la pared?
R: Nada. La luz que compone la mancha en un instante no está relacionada con la luz que compone la mancha un instante después.

Así es como una onda puede ser aparentemente superlumínica: interpretamos una serie de acontecimientos no relacionados como una "onda" continua. La velocidad del grupo también puede ser superlumínica aunque los trozos individuales de energía vayan a una velocidad aproximada de $c$ la región donde se superponen constructivamente (la "cresta de la ola") va más rápido que $c$ .

Answer 2

Permítanme hacer una analogía que puede ser útil.

La próxima vez que estés en la playa, observa cómo llegan las olas. Notarás que el punto donde rompe la ola a menudo se mueve más rápido que las olas. Esto ocurre cuando las olas llegan casi perpendiculares a la playa.

El efecto es que si se sabe que la ola está rompiendo en el punto A, se puede predecir que romperá en el punto B poco después. Obsérvese que el vector corto indica el movimiento de la ola, mientras que la flecha larga muestra en qué punto de la playa está rompiendo la ola. Pero no se trata de información en movimiento, sino que la ola tiene la información incorporada en su estructura:

Lo mismo ocurre con las ondas de Broglie (o de la materia cuántica) que también son superlumínicas . La respuesta corta es que no hay nada que viaje más rápido que la luz. Es sólo un efecto de poco significado físico.

Answer 3

Mira un máximo local particular en el campo electromagnético. Un pequeño momento de tiempo $dt$ más tarde, habrá un máximo local a una pequeña distancia $dx$ lejos. La velocidad de fase superlumínica significa $dx/dt > c$ . La "cosa" que se mueve más rápido que la luz no es una cosa en absoluto, sino un punto en el que el campo electromagnético es un máximo (o tiene alguna otra fase constante, es decir, un mínimo, un punto de inflexión, etc.)