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位相速度が光速を超えうるにもかかわらず、
情報を伝えることがないため相対性理論に矛盾をきたさないと聞いたことがあります。

しかし、なぜ位相速度が情報を伝えることが出来ないのかがわかりません。

可能でしたら例などを用いて分かりやすく説明していただけると助かります。
よろしくお願いします。

また関連事項として、群速度が光速を超える場合があるかについても教えていただければと思います。

A 回答 (4件)

位相速度が光速を超えている場合というのは、物質中の屈折率が1以下であるため、物質中では光速以上で進む場合のことと思います。


位相速度が光速を超えている時というのは、物質を透過する光と光によって再輻射された光の重ね合わせによって、見かけ上位相が進んで見えるということです。ですから、位相が光速より早く進んでいるように見えても、先端をたどっていけば、先のほうでは波が消えていきます。(海辺の波打ち際のイメージ)
一瞬だけパルスを送ったとしても、これも物質を透過する光と光によって再輻射された光の重ね合わせになりますから、群速度といわれるものになり、光速を超えることは結局ありません。
群速度が光速を超える場合の例はわかりません。
光速以上の通信ができるとは思えません。あったとしてもみかけ上の話で実用的意味のない話と思います。
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下記のサイトがありましたが私には理解不能。


http://hooktail.maxwell.jp/bbslog/1799.html

位相速度と群速度は個々の例で見ないと同一にはくくれないような気がします。例えば導波管とか光パルスの伝送など。
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>群速度が光速を超える場合


以前サイエンティフィックアメリカンに量子論と相対論の矛盾例としての光の分布の先端が高速を越える可能性について議論がありました。
同誌、ないしは訳本の日経サイエンスをご参照下さい。

他に、トンネル効果が光速を超える可能性についての議論もありました。同じ雑誌です。
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X軸を位相、Y軸を位相に対する振幅の位置(-1≦Y≦1)と


します。
Yが1、-1の2点のみはXの位相も一点しか存在しませんが、Yが
それ以外の値の際は、一つのYに対して2つのXが存在します。
このため、X→Yの情報変換は正しくできても、Y→Xに関しては
どちらの位相にしたらよいのか分からず、即ち情報の再現性が
保障できません。
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