物理新知–Zepto = 10^(-21) : 光速與頻率無關
文﹕許伯銘    

光速與頻率有關嗎?
圖一  如果光速與頻率有關,從遠處天體同時發出的不同頻率的光便會在不同時間到達地球。
光速是一個有限的常數是建立狹義相對論的基石。從麥克斯韋方程中可推導出電磁波的存在和得出其傳遞的速度。實驗物理學家一直嘗試測試光速是否真的是一個跟頻率無關的常數。由於光速非常高,要準確地觀測,便要盡量利用很遠的距離,天文學的距離就最為適合了。假如光速真的與頻率有關,即使是些微的差異,同時從遠處發出的不同頻率的光,在足夠大的距離下便會在不同的時間到達地球上的天文望遠鏡。在 1969年,利用對巨蟹座脈衝星的觀測,科學家證實光速與頻率無關,準確度達的水平。最近耶魯大學的科學家 [1] 利用觀察宇宙深處經常發生的爆炸現象 (例如 - 射線爆叢),將光速與頻率無關的精確度推展到 ,再一次展示科學家對精確度的執著。 的精確度並不常見,可見這實驗需要極高的實驗技巧與精密儀器的配合。我們叫 為 micro (微), 為 nano (納)等等, 則叫作 zepto。實驗結果亦進一步鞏固了愛因斯坦的狹義相對論。

[1] B. Schaefer, Physical Review Letters, 82, 4964 (1999)