Velocidad de fase controlable más rápida que la luz

Sí. La velocidad de fase$v_\phi$de luz en un medio es igual a$c_0/n$, dónde$c_0$es la velocidad de la luz en el vacío y n es el índice de refracción del material. El índice suele ser mayor que 1, por lo que normalmente esto no sucede; pero ocasionalmente es menor para ciertas frecuencias de luz ( Wikipedia da ejemplos de rayos X y frecuencias cerca de resonancias de absorción), dando una velocidad de fase mayor que$c_0$.

Es posible cambiar el índice de refracción de un material: vea por ejemplo el efecto Pockels y el efecto Kerr . Sin embargo, no sé si esto significa que en realidad sería posible construir un material con una "perilla de velocidad de fase", como se sugiere en el comentario a continuación.

La velocidad de fase de la luz en un plasma totalmente ionizado es estrictamente superlumínica; véase la ecuación 1156 de Fitzpatrick . Como todos los medios en los que la velocidad de la luz no es$c$, los plasmas son dispersivos , pero la velocidad de fase sigue siendo superlumínica en un gran ancho de banda (desde la frecuencia del plasma en adelante).

La velocidad de fase puede ajustarse ajustando la densidad del plasma. Mi antiguo grupo usó este índice de refracción ajustado por densidad para hacer microópticas transitorias a partir de plasma.

Los esquemas de más alto perfil para manipular la velocidad de la luz para hacer que la "luz lenta" utilice fenómenos cuánticos como la transparencia inducida electromagnéticamente para manipular el índice de refracción. Los efectos de "luz lenta" no provienen de tener un índice grande, sino de una pendiente pronunciada en el índice en función de la frecuencia. Lo producen bombeando el medio con luz adicional para que la combinación de los dos campos de luz coloque a los átomos en el medio en una superposición cuántica particular. La velocidad final exacta se puede ajustar eligiendo adecuadamente las propiedades del campo de la bomba.

Los experimentos de "luz rápida" pueden funcionar de manera similar; por ejemplo, este documento sobre la propagación del pulso superlumínico ( versión arxiv ) utiliza un vapor de cesio bombeado a un estado particular como medio a través del cual el pulso se propaga más rápido que la velocidad normal de la luz. . La velocidad resultante depende de los parámetros del láser utilizado para excitar el vapor y, por lo tanto, puede ajustarse variando esos parámetros.

Estos experimentos generalmente se ocupan de la velocidad de grupo en lugar de la velocidad de fase, ya que eso es lo que se puede medir en un experimento. No estoy seguro de si eso invalida estas como respuestas a su pregunta, pero eso es lo que me viene a la mente sobre el tema de variar la velocidad de la luz.