注射器やピストンに閉じ込めた空気を押し潰していくと、はじめは簡単に圧縮できますが、押せば押すほどさらに力が必要になってきます。
しかし閉じ込めたのもが空気ではなく光子の場合は少し違うようです。
ドイツのボン大学(University of Bonn)で2022年に行われた研究によれば、小箱に光子を入れて力をかけて圧縮していくと、ある瞬間からほとんど抵抗がなくなっていく様子が実験的に確認された、とのこと。
しかし、いったいどうして光は途中から圧縮に必要な力が減るのでしょうか?
研究内容の詳細は2022年3月24日に『Science』にて掲載されました。
目次
- 光を圧縮していくと急に抵抗力がなくなる不思議現象を確認
- 抵抗がなくなるのは存在確率が重なってしまうから
光を圧縮していくと急に抵抗力がなくなる不思議現象を確認
注射器やピストンに入っている空気をギュッと圧縮した経験は多くの人にあると思います。
結果は「最初は簡単に押せるけど、途中からどんどん力が必要になっていく」と記憶されているはずです。
一方で水は力を加えてもほとんど体積が変化しません。
莫大な力をかければ僅かに圧縮されますが、身の回りの品々では水の圧縮を実感できることはないでしょう。
このように、空気や水といった物質には特性に応じた圧縮しやすさが存在しますが、総じて押せば押すほど圧縮しにくくなる傾向にあります。
では光はどうでしょうか?
これまで様々な物質を圧縮してきた人類ですが、光の圧縮に必要な力を、詳細に測定したケースはほとんど存在しませんでした。
光は通信や距離の測定に使うことがもっぱらであり「光の機械的な圧力」を求められることはめったになかったからです。