Browse By

Lebih Laju dari Cahaya?

Kelajuan Cahaya
Bila dengar je pasal lebih laju dari cahaya mesti ada yang terbayangkan Tachyon kan? Zarah yang dikatakan bergerak lebih laju dari cahaya. Tapi mungkin ramai yang tak sedar yang sebenarnya fenomena zarah bergerak lebih laju dari cahaya ini adalah sesuatu yang boleh dikatakan kerap berlaku di dunia dalam era atomik ini.  “Serius la admin?” Iya admin serius ni, memang benda tu kerap berlaku. Tapi sebelum kita pergi lebih detail lagi mengenai fenomena ni, admin nak tanya anda semua, berapakah kelajuan cahaya (photon)? 299792458 m/s boleh google kan? Haha. Kelajuan ini yang yang dinamakan sebagai c, kelajuan cahaya di dalam vakum. Tak ada sebarang rintangan yang akan memperlahankan kelajuan photon tu di dalam vakum, jadi itulah kelajuannya dan juga dikatakan sebagai had laju alam semesta sebab tak ada apa yang mampu bergerak lebih laju dari kelajuan tersebut. “Tapi tajuk admin cakap lebih laju dari cahaya?” Iya tapi masih ingatkah anda mengenai fenomena pembiasan yang pernah kita belajar masa sekolah menengah dulu? Apa yang menyebabkan berlakunya fenomena biasan (refraction) adalah kerana kelajuan cahaya berubah mengikut medium, semakin tumpat medium tersebut semakin perlahan lah pergerakan cahaya. Sebagai contoh, cahaya bergerak pada kelajuan ≈ c (299792458 m/s) di udara dan cuma 0.75c (224844344 m/s) sahaja di dalam air. Ini adalah kerana air sudah tentulah air lebih tumpat dari udara dan molekul-molekul di dalam air adalah lebih rapat berbanding di dalam udara (keadaan jirim).

Sumber : http://www.visionlearning.com

Bila molekul-molekul ni dah rapat-rapat maka susah lah photon ni nak lalu kan? Macam kita juga lah, kalau kita di tempat yang sesak, mesti lah kita susah nak bergerak kan? Tapi perlu anda ingat yang photon ini masih lagi bergerak pada kelajuan c, tapi ianya mengambil masa yang lama kerana photon tersebut perlu berinteraksi dengan banyak zarah (tumpat). Ini juga boleh dianalogikan dengan membayangkan seorang artis popular berjalan di dalam satu dewan menuju ke pintu keluar. Kalau dewan tu kosong, mestilah dia boleh bergerak terus ke pintu keluar kan? Tapi kalau dewan tu penuh dengan orang, mestilah dia berinteraksi dengan orang-orang di dalam dewan tu sebelum sampai pintu keluar. Kelajuan artis tersebut berjalan adalah sama untuk kedua-dua situasi, tapi interaksi itulah yang menyebabkan dia mengambil masa yang lama untuk sampai ke pintu keluar.

Sumber : minutephysics

Sumber : minutephysics

Cherenkov Radiation
Jadi sekarang dah boleh faham kan macam mana kelajuan cahaya boleh berubah mengikut medium yang dilalui? Untuk kes yang admin nak cerita ni ianya berlaku di dalam air, di mana cahaya bergerak pada kelajuan 75 peratus sahaja (0.75c) dan zarah-zarah di dalam air tersebut khususnya elektron dan neutrino mampu bergerak lebih laju dari cahaya di dalam medium tersebut. Fenomena ini hanya terjadi di dalam reaktor nuklear sahaja, dan ianya dipanggil sebagai Cherenkov Radiation. Fenomena ini terjadi kerana zarah yang bergerak lebih laju dari cahaya akan menghasilkan satu shockwave di dalam medium tersebut. Kejadian shockwave ini sama seperti kejadian sonic boom apabila sesuatu objek bergerak lebih laju dari kelajuan bunyi dan menghasilkan bunyi seakan letupan. Tetapi di dalam kes Cherenkov radiation ini, bukanlah letupan yang terhasil tetapi cahaya kebiruan yang akan terhasil apabila fenomena ini terjadi di dalam reactor yang sedang aktif.

Animasi menunjukkan shockwave yang terhasil. Sumber : Wikipedia



“Pulse Test” yang dijalankan di reaktor nuklear TRIGA.
Menarik bukan fenomena ni? Jadi hari ini kita tahu yang fenomena zarah bergerak lebih laju daripada cahaya itu adalah sangat common di dalam reaktor nuklear kerana cahaya itu sendiri bergerak perlahan di dalam medium dielektrik. Tetapi kalau fenomena zarah bergerak lebih laju daripada c (299792458 m/s) mustahil buat masa ini. Mungkin ada breakthrough yang akan dilakukan oleh ahli fizik pada masa akan datang, siapa tahu kan?