Effet Scharnhorst

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

L'effet Scharnhorst est un phénomène dans lequel la vitesse de la lumière est légèrement plus grande entre deux plaques conductrices alignée qu'elle ne l’est dans le vide (299 792 465 m/s). Cet effet a été prévu par Klaus Scharnhorst de l'université de Humboldt à Berlin, en Allemagne, mais aussi par Gabriel Barton de l'université du Sussex à Brighton en Angleterre. Scharnhorst avait analysé mathématiquement l'électrodynamique quantique pour montrer comment l'effet pourrait surgir.

En raison du principe d'incertitude de Heisenberg, un espace vide est rempli en fait de particules subatomiques dites « virtuelles ». Il s’agit des fluctuations de vide. Pendant qu'un photon traverse un tel vide, il interagirait avec ces particules virtuelles, voire, serait absorbées par celles-ci en provoquant ainsi une vraie paire d'électron-positron. Cette paire est instable, et s’annihile rapidement pour produire un photon comme celui qui a été précédemment absorbé.

On a analysé que le temps que l'énergie du photon passe car une paire d'électron-positron semblerait abaisser effectivement la vitesse de la lumière observée dans un vide, car le photon aurait temporairement transformé en particules subliminale Une prévision faite par cette affirmation est que la vitesse d'un photon sera augmentée si elle voyage entre deux plaques de Casimir. En raison de la place limitée entre les deux plaques, quelques particules virtuelles actuelles dans les fluctuations de vide auront des longueurs d'onde trop grandes pour s'adapter entre les plaques conductrices. Ceci rend la densité effective des particules virtuelles entre les plaques inférieure à la densité à l’extérieur les plaques.

Par conséquent, un photon qui voyage entre ces plaques mettra moins de temps en interagissant avec les particules virtuelles parce qu'il y en a moins pour le ralentir. L'effet final serait d'augmenter la vitesse apparente de ce photon. Plus les plaques sont étroites, plus la densité virtuelle de particules est inférieure, et plus la vitesse du photon sera élevée. L'effet, cependant, est prévu pour être minuscule. Un photon voyageant entre deux plaques qui sont distantes d’un micron n’augmenterait ainsi la vitesse du photon de seulement 10^-36.

Ce changement de la vitesse de lumière est trop petit pour être détecté avec la technologie actuelle, ce qui empêche l'effet Scharnhorst d'être examiné correctement.

L’effet Scharnhorst, bien que supraluminique, ne peut être utilisé pour contrevenir au principe de causalité.