โฟตอนสามารถเปลี่ยนทิศทางในสุญญากาศได้หรือไม่??

โฟตอนเปลี่ยนทิศทางในสุญญากาศได้ไหม?

ใช่, โฟตอนสามารถเปลี่ยนทิศทางในสุญญากาศได้. เนื่องจากโมเมนตัมของโฟตอนเป็นศูนย์, บังคับจากภายนอกไม่ได้. อย่างไรก็ตาม, โมเมนตัมของโฟตอนสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยอนุภาคอื่นที่เปลี่ยนทิศทางของพวกมัน.

วัตถุที่เคลื่อนที่ในสุญญากาศไม่มีทางเปลี่ยนความเร็วหรือทิศทางของมันได้. แต่ถ้าเดินทางผ่านตัวกลาง, เช่น อากาศ, ก็อาจเปลี่ยนทิศทาง.

ตามสัญชาตญาณ, เราอาจคิดว่าโฟตอนไม่สามารถเปลี่ยนทิศทางได้เพราะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงและไม่มีมวลให้เคลื่อนที่. ในความเป็นจริง, โฟตอนเดินทางเป็นเส้นตรงเสมอ.

อย่างไรก็ตาม, ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ผ่านอากาศหรือก๊าซหรือของเหลวอื่นที่มีความเร็วเพียงพอทำให้เกิดแรงเสียดทาน, จากนั้นโฟตอนจะปล่อยอิเล็กตรอนที่ไม่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง. อิเล็กตรอนเหล่านี้สามารถกระจายอะตอมและโมเลกุลในตัวกลางและทำให้เส้นทางของโฟตอนโค้งงอและเปลี่ยนทิศทาง (หรือหยุดไปเลย).

โฟตอนคืออะไรและทำงานอย่างไร?

โฟตอนเป็นอนุภาคมูลฐานของแสงที่ถูกสร้างทฤษฎีขึ้นใน 1900 โดย Max Planck. การค้นพบนี้นำไปสู่การพัฒนากลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพ.

โฟตอนเป็นหน่วยของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า, มักจะมีความถี่ระหว่าง 30-300 พันล้านเฮิรตซ์และความยาวคลื่นระหว่าง 0.01-0.1 นาโนเมตร.

มันไม่มีมวลและเดินทางด้วยความเร็วแสงก่อนที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับสสาร, ซึ่งเปลี่ยนทิศทางเนื่องจากการเสียดสีกับอะตอมในเรื่อง.

โฟตอนเป็นอนุภาคที่ไม่มีมวลและมีพลังงานมาก. มันเบา (โฟตอน) และถือได้ว่าเป็นหน่วยแสงที่เล็กที่สุดในจักรวาล.

โฟตอนสามารถเดินทางได้ทั้งสองทิศทาง, ไม่เหมือนกับอนุภาคอื่นๆ ที่มีทิศทางคงที่. เพื่อเปลี่ยนทิศทางของโฟตอน, จะต้องดูดซับหรือปล่อยพลังงานในปริมาณที่เท่ากัน.

สูญญากาศเป็นสภาวะเมื่อไม่มีอะไรอยู่ในสิ่งที่เราถือว่าเป็นพื้นที่ว่าง. สามารถมีวัสดุจำนวนมากในสุญญากาศ, แต่ไม่หนาแน่นพอที่จะสร้างปริมาตรได้จริง.

โฟตอนสามารถกระเด้งออกจากผนังหรือวัตถุอื่นๆ ได้, แต่ไม่สามารถทะลุกำแพงได้. โฟตอนเปลี่ยนทิศทางเมื่อผ่านพื้นผิวโปร่งใสหรือโปร่งแสง.

การใช้โฟตอนครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1860 เมื่อพบว่าแสงบางส่วนไม่สามารถผ่านวัสดุใดๆ ได้, รวมทั้งแก้ว. การค้นพบนี้ได้นำไปสู่การพัฒนาทางเทคโนโลยีที่สำคัญ เช่น เลเซอร์และเซลล์แสงอาทิตย์.

สูญญากาศคือที่ว่างที่ไม่มีอะไรจะครอบครอง – ปราศจากอนุภาคสสาร, คลื่นพลังงาน, สนามแม่เหล็กไฟฟ้า, สนามไฟฟ้า ฯลฯ.

อะไรคือหลักฐานของความสามารถของแสงในการเปลี่ยนทิศทางในสุญญากาศ?

การทดลองพบว่าแสงมีโมเมนตัมอยู่เบื้องหลัง, ซึ่งเป็นสาเหตุที่แสงเปลี่ยนทิศทางในสุญญากาศได้.

นักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองทิศทางการเปลี่ยนโฟตอนเพื่อตรวจสอบว่าแสงมีพฤติกรรมอย่างไรในสุญญากาศ. การทดลองแสดงให้เห็นว่าโฟตอนที่ปล่อยออกมาจากลำแสงเลเซอร์มีโมเมนตัมอยู่ด้านหลัง ดังนั้นจึงสามารถส่งผลต่อเส้นทางของแสงในสุญญากาศ.

นี่เป็นการพิสูจน์ว่าแสงไม่ได้ถูกผูกไว้กับการเคลื่อนที่เพียงทางเดียว, แปลว่าเปลี่ยนทิศทางได้เอง.

ทำการทดลองที่สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) ในโบลเดอร์. สำหรับครั้งแรก, นักวิทยาศาสตร์สามารถเห็นได้ว่าโฟตอนเคลื่อนที่ผ่านอวกาศได้อย่างไรโดยไม่ต้องสัมผัสอะไรเลย.

บทสรุป: เป็นไปได้ไหมที่จะตรวจจับแรงโน้มถ่วงด้วยแสง?

การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถตรวจจับแรงโน้มถ่วงด้วยแสงได้จริง. แต่สิ่งนี้ทำงานอย่างไร?

ปัจจัยที่แตกต่างกันสองสามประการทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้. หนึ่งในนั้นคือการเปลี่ยนแปลงความเร็วของแสงอันเนื่องมาจากความเร่งโน้มถ่วงและอีกอย่างคือการเปลี่ยนแปลงความถี่เนื่องจากการเร่งความเร็วโน้มถ่วง. ปัจจัยทั้งสองนี้อธิบายว่าทำไมนักฟิสิกส์จึงสามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงด้วยเลเซอร์ได้.

อย่างไรก็ตาม, เป็นไปไม่ได้ที่นักวิทยาศาสตร์ในอนาคตจะพัฒนาเครื่องมือหรือเทคโนโลยีใหม่ซึ่งจะนำไปสู่ระบบตรวจจับแรงภายในวัตถุ.