一秒是多少毫秒(有三种方法可以减慢光速)

光速最快且不变是现代物理学的基本杠杆。自从爱因斯坦的广义相对论设置了这个杠杆，经过100年的考验，越来越牢不可破。

但是很多人都有这样一个疑问，有没有办法让光速变慢？

当然，如果不设置条件，至少有三种方式。

第一种方法太简单了。不同的介质可以获得不同的光速。

光速常数的准确值是299792458m/s，大约是每秒30万公里。但这个速度意味着在true 空中，光速在不同的介质中有不同的速度，但都会慢一些。

所以，要减慢光速，在不同的介质中都可以实现。

光的传播速度在玻璃中约为每秒20万公里，在酒精中约为每秒22万公里，在水中约为每秒22.5万公里，在冰中约为每秒23万公里。

空气体对光的折射率为1.0008，所以光在空气体中的传播速度为299792458/1.0008 = 299552816m/s。

因此，光在空气体中的速度衰减一般可以忽略不计，如在true 空中一般为每秒30万公里左右。

那么这个世界上有没有真空中可以减慢或停止光速的环境呢？

有人认为绝对零度可以冻结光线。

绝对零度是0 K的热力学温度，也叫零开尔文，相对摄氏度是-273.15℃。

零度能绝对冻结光线吗？当然可以。

我们知道现代物理学有两个天花板，一个是光速的极限，这个世界上没有任何东西能达到或超过光速，哪怕是最小的粒子也不行。还有一个是绝对零度，理论上是我们这个世界的最低温度。只可意会，不可言传，即达不到。

这两个天花板在目前的理论框架下是无法突破的。

既然不可能实现，即使有人认为绝对零度可以冻结光线，也不可能实现。

其实理论上绝对零度并不是冰冻光线那么简单，而是寂静的象征。

死亡不是某个生物或事物的死亡，而是万物的消失。

到了绝对零度，并不是光子会冻结，而是没有光子，密度为零，空之间的距离为零，运动停止，整个世界都没了，甚至没有了我们这些观察者。现有的所有理论和定律都失效了，主导世界的四大基本力量都没了。光子到底冻不冻谁来观察知道？理论上没什么。怎么能冻住呢？

因此，这种“冻结”的方法不包括在三种方法中。

所以在true 空就没办法减速了？显然，事实并非如此。我们的一些科学家已经做了实验，创造一个特殊的环境，真空中的光速可以减慢。

其实不一定是绝对零度。当物质非常接近绝对零度时，会发生奇怪的变化。

比如玻色-爱因斯坦凝聚体。

这是第二种减缓光线的方法。

所谓玻色-爱因斯坦凝聚，是1924年玻色和爱因斯坦从理论上预言的一种物质状态。他们认为当温度足够低，原子速度足够慢时，它们会聚集在能量最低的同一个量子态。所有的原子就像一个原子一样，它们的物理性质会完全一样。

玻色-爱因斯坦凝聚是指玻色子原子冷到接近绝对零度时的状态。

这个温度有多低？

宇宙微波背景辐射约为2.7K，约为-270.45℃。科学家认为宇宙中最冷的回旋镖星云的温度只有1 K。

但目前-273.149999999999℃的温度已经由人类在国际站空产生，即距离绝对零度只有0.0000000001℃，距离绝对零度百万分之一开尔文。

玻色-爱因斯坦凝聚体就是在这种超低温状态下得到的(根据冷冻玻色子的不同，温度也不同)。

在极低温度下，玻色子的性质发生根本变化，呈现出气态或超流态(物态)，被认为是除固体、液体、气体、等离子体之外的第五种物质状态。

在这个世界上已经发现了数百种粒子。通过长期的研究和了解，科学家将其分为两大类，即玻色子和费米子。

玻色子不遵循泡利不相容原理，但费米子遵循。玻色子自旋量子数是整数0和1，费米子自旋量子数是半整数1/2和3/2。

玻色子有两种:基本玻色子主要包括胶子、光子、Z、传递基本相互作用的引力子和为其他粒子提供能量的希格斯粒子，俗称“上帝粒子”；复合玻色子由偶数费米子组成，包括介子、氘子、氦-4等。

费米子包括轻子、核子和超子，包括中子和质子，都属于费米子。它们具有低温凝聚费米子的性质，被认为是物质的第六态。

但是光子属于玻色子。今天我们讲的是光速如何变慢，所以主要讲玻色子凝聚态，而不是费米子凝聚态。

科学家在1995年创造了玻色~爱因斯坦凝聚体，从而实现了这两位科学家的预言。

那么光子在玻色-爱因斯坦凝聚态下会表现出什么样的性质呢？

这个性质符合量子力学的基本原理~测不准原理。这个理论认为，一个粒子的动量(或速度)越精确，它的位置就越不精确，反之亦然。在非常低的温度下，玻色子原子的动量非常小，所以它们的位置非常不确定，占据的体积大大增加。原子波函数叠加合并成玻色-爱因斯坦凝聚体。

玻色-爱因斯坦凝聚体有许多有趣的特性。比如它们导致极高的光密度差，以至于可以利用激光改变原子状态，使它们突然增加到一定的频率和折射率，光速在其中会直线下降，达到每秒数米甚至冻结。

1999年，由丹麦物理学家莉娜·维斯特加德·豪领导的一个小组成功地利用超流体将一束光的速度减慢到每秒17米。到2001年，她已经能够完全冻结一束光。

这种减慢和冻结光的技术，实际上是光穿过超冷气体，与这些处于玻色-爱因斯坦凝聚态的气体粒子相互作用而产生的现象。该研究揭示了光与物质相互作用和转化的一些机制，对量子加密和量子计算技术的发展具有重要意义。

玻色-爱因斯坦凝聚是一个复杂甚至难以理解的过程。作为一个科普，我们只需要知道光速在这种状态下是可以变慢的。

当然，这种光速减慢并不是光本身基本性质的改变，而是发现光子在一定条件下具有一些新的特性。这项研究为人类打开了另一扇门，将带给我们一个新世界。