Dat meldde de website sciencedaily.com maandag op basis van twee artikelen in het jongste nummer van het wetenschappelijk tijdschrift European Physical Journal D (EPJ).

Een vacuüm of luchtledige wordt vaak voorgesteld als een lege ruimte. Dat is echter een misvatting. Een vacuüm is volgens de wetten van de kwantumfysica gevuld met continu verschijnende en verdwijnende deeltjesparen. Het kan gaan om elektron-positron- of quark-antiquarkparen. Deze elementaire deeltjes zijn echt –reëel– maar ze bestaan erg kort. Uit de artikelen in EPJ blijkt dat deze deeltjes variaties in de lichtsnelheid veroorzaken.

Een van de studies is afkomstig van Marcel Urban van de Franse universiteit van Paris-Sud. Hij onderzocht samen met collega’s de eigenschappen van vacuüm, wanneer dit wordt gevuld met paren van virtuele deeltjes. Deze zijn meestal onzichtbaar –virtueel– maar soms combineren twee van die deeltjes zich tot een reëel deeltje. Dit veroorzaakt in het vacuüm wisselende waarden in de gemeten energie.

Urban concludeert daaruit dat een vacuüm geen stabiele toestand is. Het gevolg is volgens hem dat ook de lichtsnelheid, als eigenschap van een vacuüm omgeving, niet constant kan zijn, maar fluctueert. Ook zou het onderzoek verklaren waarom de lichtsnelheid eindig is.

Gerd Leuchs en Luis Sanchez-Soto van het Duitse Max Planck Instituut voor de Fysica van het licht in Erlangen, leverden de tweede bijdrage aan EPJ. Volgens hen zijn de zogeheten natuurkundige constanten, zoals de lichtsnelheid, afhankelijk van het totale aantal elementaire deeltjes in een ruimte.

Uit beide onderzoeken blijkt dat het theoretisch mogelijk is dat de lichtsnelheid geen constante is, zoals de gangbare natuurkunde aanneemt. De snelheid van het licht kan onafhankelijk van de energie van een lichtdeeltje of foton variëren en blijkt afhankelijk van variaties in het vacuüm.

Leuchs en Sanchez-Soto vermoeden dat de variaties in de lichtsnelheid een indicatie geven van het aantal geladen elementaire deeltjes in de natuur. Hun experimentele resultaten ondersteunen deze hypothese.

De resultaten van beide onderzoeken zijn opmerkelijk, want voor de meeste natuurkundigen is een variabele constante vloeken in de kerk. De wetenschappelijke consensus is dat er geen verandering in de lichtsnelheid meetbaar is. Uit de metingen van Leuchs en Sanchez-Soto met laseraparatuur blijkt dat de schommelingen in de voortbewegingstijd van een foton –een lichtdeeltje– ongeveer 50 attoseconde (0,000000000000000050 seconde) per vierkante meter zijn in een vacuüm omgeving.