Laju cahaya
foton. Batas diperoleh tergantung pada model yang digunakan: jika foton masif dijelaskan oleh teori Proca, batas atas eksperimental untuk massa adalah sekitar 1057 gram; jika massa foton dihasilkan oleh mekanisme Higgs, batas atas eksperimental kurang tajam, m  1014 eV/c2 (kira-kira 21047 g).
Alasan lain untuk kecepatan cahaya bervariasi dengan frekuensi akan menjadi kegagalan relativitas khusus berlaku untuk skala kecil, seperti yang diperkirakan oleh beberapa teori yang diusulkan dari gravitasi kuantum. Pada tahun 2009, pengamatan spektrum semburan sinar gamma GRB 090510 tidak menemukan perbedaan dalam kecepatan foton dengan energi yang berbeda,
membenarkan bahwa invariansi Lorentz diverifikasi setidaknya sampai ke skala panjang Planck (lP=G/c3 1.61631035 m) dibagi dengan 1.2.
Dalam sebuah medium, cahaya biasanya tidak bergerak pada laju yang sama dengan c; berbagai jenis gelombang cahaya akan melakukan perjalanan pada kelajuan yang berbeda. Kelajuan dimana puncak-puncak individu dan palung dari gelombang bidang (gelombang mengisi seluruh ruang, dengan hanya satu frekuensi) merambat disebut kecepatan fasevp. Sinyal fisik dengan batas terbatas (pulsa
cahaya) bergerak pada kelajuan yang berbeda. Bagian terbesar dari pulsa berjalan pada kecepatan kelompokvg, dan bagian paling awal berjalan di kecepatan depanvf.
Kecepatan fase penting dalam menentukan bagaimana gelombang cahaya bergerak melalui materi atau dari satu material yang lain. Hal ini sering diwakili dalam hal indeks bias. Indeks bias material didefinisikan sebagai rasio c ke kecepatan fase vp dalam materi: indeks bias lebih besar menunjukkan kelajuan yang lebih rendah. Indeks bias material mungkin tergantung pada frekuensi, intensitas, polarisasi,
atau arah perambatan cahaya; meskipun, dalam banyak kasus, itu dapat diperlakukan sebagai konstanta bergantung-bahan. Indeks bias udara adalah sekitar 1.0003. Media yang lebih padat, seperti air, kaca, dan intan, memiliki indeks bias sekitar 1.3, 1.5 dan 2.4, secara berurutan, untuk cahaya tampak. Dalam bahan eksotis seperti kondensat Bose-Einstein dekat nol mutlak, laju efektif cahaya
mungkin hanya beberapa meter per detik. Namun, ini merupakan penundaan penyerapan dan re-radiasi antara atom, seperti semua kelajuan lebih lambat dari c dalam zat materi. Sebagai contoh ekstrem dari "perlambatan" cahaya dalam materi, dua tim independen dari fisikawan mengaku menjadikan cahaya "berhenti sepenuhnya" dengan melewatkannya melalui kondensat Bose-Einstein dari unsur rubidium,
satu tim di Universitas Harvard dan Rowland Institute for Science di Cambridge, Mass., dan yang lainnya di Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, juga di Cambridge. Namun, deskripsi populer cahaya "berhenti" dalam percobaan ini hanya mengacu pada cahaya yang disimpan dalam keadaan tereksitasi dari atom, kemudian kembali dipancarkan pada waktu kemudian, karena dirangsang oleh pulsa laser kedua. Selama
"berhenti," hal itu tidak lagi menjadi cahaya. Jenis perilaku ini umumnya benar secara mikroskopis di semua media transparan yang "memperlambat" laju cahaya.
Dalam bahan transparan, indeks bias umumnya lebih besar dari 1, berarti bahwa kecepatan fase kurang dari c. Dalam bahan lain, adalah mungkin untuk indeks bias menjadi lebih kecil dari 1 untuk beberapa frekuensi; di beberapa bahan eksotis bahkan dimungkinkan untuk indeks bias menjadi negatif. Persyaratan bahwa kausalitas tidak dilanggar menyiratkan bahwa bagian real dan imajiner
dari konstanta dielektrik dari bahan apapun, sesuai masing-masing dengan indeks bias dan dengan koefisien atenuasi, dihubungkan oleh hubungan Kramer-Kronig. Secara praktis, ini berarti bahwa dalam bahan dengan indeks bias kurang dari 1, penyerapan gelombang sangat cepat yang tidak ada sinyal dapat dikirim lebih cepat dari c.
Sebuah pulsa dengan kecepatan kelompok dan fase yang berbeda (yang terjadi jika kecepatan fase tidak sama untuk semua frekuensi pulsa) menyebar dari waktu ke waktu, sebuah proses yang dikenal sebagai dispersi. Bahan-bahan tertentu memiliki kecepatan kelompok yang sangat rendah (atau bahkan nol) untuk gelombang cahaya, fenomena yang disebut cahaya
lambat, yang telah dikonfirmasi di berbagai eksperimen. Sebaliknya, kecepatan kelompok melebihi c, juga telah ditunjukkan dalam percobaan. Bahkan mungkin untuk kecepatan kelompok menjadi tak terhingga atau negatif, dengan pulsa bepergian instan atau mundur dalam waktu.
Tak satu pun dari pilihan ini, bagaimanapun, memungkinkan informasi yang akan dikirim lebih cepat dari c. Tidak mungkin untuk mengirimkan informasi dengan pulsa cahaya lebih cepat dari kecepatan bagian awal dari pulsa (kecepatan depan). Hal ini dapat menunjukkan bahwa ini adalah (di bawah asumsi tertentu) selalu sama dengan c.
Hal ini dimungkinkan untuk partikel untuk melakukan perjalanan melalui media lebih cepat dari kecepatan fase cahaya dalam medium (tetapi masih lebih lambat dari c). Ketika partikel bermuatan melakukan itu dalam bahan dielektrik, ekuivalen elektromagnetik dengan gelombang kejut, dikenal sebagai radiasi Cherenkov, dipancarkan.
Laju cahaya adalah relevan untuk komunikasi: waktu tunda pulang-pergi dan satu arah lebih besar dari nol. Hal ini berlaku dari skala kecil sampai astronomi. Di sisi lain, beberapa teknik tergantung pada laju terbatas cahaya, misalnya dalam pengukuran jarak.
Dalam superkomputer, kecepatan cahaya memberlakukan batas pada seberapa cepat data dapat dikirim antara prosesor. Jika prosesor beroperasi pada 1 gigahertz, sinyal hanya dapat melakukan perjalanan maksimum sekitar 30 cm dalam satu siklus. Prosesor karena itu harus ditempatkan dekat satu sama lain untuk meminimalkan latensi komunikasi; ini dapat menyebabkan kesulitan dengan pendingin. Jika frekuensi jam terus meningkat, laju cahaya pada akhirnya akan menjadi faktor pembatas untuk desain internal cip tunggal.
Misalnya, diberikan lingkar ekuator Bumi adalah sekitar 40075 km dan c sekitar 300000 km/s, waktu tersingkat teoretis untuk sepotong informasi untuk melakukan perjalanan setengah dunia sepanjang permukaan adalah sekitar 67 milidetik. Ketika cahaya berjalan di seluruh dunia dalam serat optik, waktu transit yang sebenarnya lebih panjang, sebagian karena kecepatan
cahaya lebih lambat sekitar 35% dalam serat optik, tergantung pada indeks bias n-nya. Selanjutnya, garis lurus jarang terjadi dalam situasi komunikasi global, dan penundaan terjadi ketika sinyal melewati sebuah switch elektronik atau regenerator sinyal.
Demikian pula, komunikasi antara Bumi dan pesawat ruang angkasa tidak seketika. Ada penundaan singkat dari sumber ke penerima, yang menjadi lebih terlihat ketika jarak meningkat. Penundaan ini adalah signifikan untuk komunikasi antara kontrol tanah dan Apollo 8 ketika menjadi pesawat ruang angkasa berawak pertama yang mengorbit Bulan: untuk setiap pertanyaan, stasiun kontrol
tanah harus menunggu setidaknya tigadetik untuk jawaban tiba. Penundaan komunikasi antara Bumi dan Mars bisa bervariasi antara lima dan dua puluh menit tergantung pada posisi relatif dari dua planet. Sebagai konsekuensi dari ini, jika robot di permukaan Mars menghadapi masalah, pengendali manusia tidak akan menyadari hal itu sampai setidaknya lima menit kemudian, dan
mungkin sampai dua puluh menit kemudian; kemudian akan membutuhkan lima sampai dua puluh menit untuk petunjuk untuk melakukan perjalanan dari Bumi ke Mars.
NASA harus menunggu beberapa jam untuk informasi dari pesawat ruang angkasa yang mengorbit Yupiter, dan jika perlu untuk memperbaiki kesalahan navigasi, perbaikan tidak akan sampai pada pesawat ruang angkasa untuk jumlah waktu yang sama, menciptakan risiko koreksi tidak tiba pada waktunya.