从超光速到时间机器?

近来诸多实验显示了超光速群速度与信号速度。实验主要通过微波隧穿、受抑全内反射以及增益辅助反常色散实现。按教科书说法,超光速信号速度违背爱因斯坦因果律,意味着因果可互换,并可能构造出科幻中熟知的时间机器。然而,这一朴素分析将信号视为时间维度上的点而忽略其有限持续时间。信号不由一个点或其波前表示,而由其总长度表示。另一方面,信号能量有限因而其频带受限,后者是场量子化(量子为$h\nu$)带来的基本物理属性。所有超光速实验均在相当窄的频带下进行。窄带宽是避免由于隧穿势垒或受激气体色散关系所致信号脉冲重塑的必要条件。由于窄频带,信号持续时间长,从而因果律得以保持。不过,超光速信号速度缩短了原本为光速的因果时间间隔。