Можно ли наблюдать дисперсию в вакууме?

Когда образующие видимый свет электромагнитные волны проходят сквозь какое-либо вещество, скорость их распространения снижается. При этом в большинстве сред торможение тем интенсивнее, чем выше частота колебаний. Такой эффект, характерным примером которого является самая обычная радуга, называется дисперсией. Наблюдать её можно и в лабораторных условиях, однако порой возникает вопрос: а что произойдет, если применить вакуумный насос, откачать воздух из какого-либо сосуда и пропустить свет сквозь образовавшуюся пустоту?

Фундаментальная постоянная

В соответствии с современными научными представлениями, в основе которых лежит специальная теории относительности Эйнштейна, дисперсия может возникнуть только в какой-либо прозрачной среде. Скорость света и других электромагнитных колебаний в вакууме неизменна во всех системах отсчета, она является так называемой фундаментальной постоянной.

Следует отметить, впрочем, что до сих пор находятся сторонники ниспровергнутой когда-то Эйнштейном теории «космического эфира», согласно которой Вселенная заполнена особым веществом со специфическими свойствами. В такой среде дисперсия могла бы возникнуть, однако подобные воззрения давно уже считаются уделом маргиналов от науки.

Разумеется, космический вакуум далеко не всегда представляет собой идеальную пустоту. В межзвездном пространстве могут оказаться газовые облака, скопления какой-нибудь пыли и прочие препятствия, способные сформировать среду, плотность которой окажется достаточной для того, чтобы снизить фазовую скорость распространения электромагнитных колебаний.

Возникнет ли дисперсия в техническом вакууме?

Если в космическом пространстве можно отыскать области, где действительно нет вообще никакого вещества, то в лаборатории создать такие условия едва ли когда-нибудь удастся. Устранить избыточную влагу, чтобы повысить чистоту эксперимента, помогут шкафы сушильные, так что о молекулах воды не стоит беспокоиться. Сложнее дело обстоит с удалением газа. Уровень глубины технического вакуума определяется характеристиками насоса, но до 100% этот параметр в любом случае не доходит. Значит ли это, что в сосуде с откачанным воздухом будет возникать дисперсия? Теоретически – да, однако чтобы её заметить, потребуется невероятно чувствительная аппаратура. Ведь даже при обычном атмосферном давлении абсолютный показатель преломления воздуха составляет только 1,003. Ясно, что после удаления 90-95% всех молекул газа этот показатель еще более приблизится к единице.