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Si vede che l’impulso viaggia sempre alla velocità della luce, ma viene deformato in modo che la parte principale avanzi rispetto alle code.<\/p>\n
La velocità di fase di un’onda elettromagnetica è la velocità con cui si propaga il fronte a fase costante. Nel vuoto, o in un mezzo non dispersivo, le onde a tutte le frequenze hanno la stessa velocità (c), quindi anche la velocità di gruppo e la velocità del segnale hanno quel valore. L’unica velocità che ha veramente significato fisico è la velocità del segnale, cioè la velocità di trasferimento dell’informazione. Un segnale più veloce della luce (nel vuoto) creerebbe problemi di causalità: il segnale potrebbe arrivare al destinatario prima di essere stato inviato, e quindi essere utilizzato per creare un effetto prima della causa.<\/p>\n
Un’onda monocromatica in senso matematico non esiste, perché dovrebbe estendersi per un tempo infinito. Non avrebbe nemmeno utilità come segnale perché l’informazione trasportata è nulla. La velocità di fase di un’onda monocromatica inoltre non può essere misurata. Un pacchetto d’onda, cioè un impulso con una frequenza centrale, una banda e una durata limitata, invece, rappresenta un tipico segnale realistico. Nel vuoto, o nei mezzi non dispersivi, le varie componenti (cioè le onde monocromatiche che lo compongono) viaggiano tutte alla stessa velocità e quindi la forma dell’impulso non cambia e come detto la velocità di gruppo è uguale alla velocità di fase e coincide in questo caso con la velocità dell’informazione.<\/p>\n
I mezzi come il vetro o l’acqua sono invece dispersivi, cioè la velocità varia a seconda della frequenza, e quindi la forma di un impulso cambia. Usualmente le alte frequenze vengono ritardate e l’impulso si allarga, (da cui il termine dispersione). Tuttavia ci possono essere delle frequenze in cui il comportamento è anomalo, ad esempio vicino ai picchi di assorbimento (risonanze), in cui le frequenze più alte vengono ritardate meno di quelle più basse (dispersione anomala). In questo caso l’impulso viene compresso e il fronte di salita avanza facendo sì che l’inviluppo dell’impulso (velocità di gruppo) vada ad una velocità superiore a quella della luce nel vuoto. Le onde componenti viaggiano quindi sempre a velocità minori o uguali a quella della luce nel vuoto. Anche la velocità dell’informazione è sempre inferiore o uguale a quella della luce nel vuoto, anche se questi fenomeni fanno discutere gli esperti della comunità scientifica.<\/p>\n
L’esperimento di Dogariu, Wang e Kuzmich in particolare, sfrutta l’amplificazione dell’impulso di luce (GAS: Gain Assisted Superluminal propagation) ottenuta in una cella ai vapori di cesio mantenuto in uno stato eccitato con particolari caratteristiche (1<\/sup>) attraverso un fascio laser. Il principio di quello che avviene nella cella (trasparente) è illustrato chiaramente in questa animazione del Prof. Dogariu, presa dalla sua pagina web<\/a><\/p>\n Si vede che l’impulso viaggia sempre alla velocità della luce, ma viene deformato in modo che la parte principale avanzi rispetto alle code.<\/p>\n<\/p>\n