Fizicienii au observat pentru prima dată găuri în lumină care se pot deplasa mai repede decât viteza luminii. Această descoperire, publicată în revista Nature, a fost posibilă datorită utilizării unor tehnologii avansate de microscopie și deschide noi perspective în înțelegerea fenomenelor luminoase la scară microscopică. Experimentul a demonstrat mișcarea singularităților de fază, cunoscute și sub numele de vortexuri optice, la viteze superioare celei a luminii, fără a încălca teoria relativității.
Ce sunt „găurile” din lumină?
Conform teoriei, lumina se poate comporta atât ca o particulă, cât și ca o undă. Un vortex optic se formează atunci când unda de lumină se răsucește în timp ce călătorește, având forma unui tirbușon. În centrul acestei răsuciri, lumina se anulează singură, creând un punct de intensitate zero, sau, mai exact, o „gaură întunecată” în lumină. Aceste vortexuri nu transportă masă, energie sau informație, prin urmare, mișcarea lor rapidă nu contrazice principiile fizicii. Fenomenul este similar cu vârtejurile dintr-un râu, care se pot mișca mai repede decât apa care le formează.
Pentru a realiza această observație, cercetătorii au înregistrat comportamentul vortexurilor optice într-un material bidimensional numit nitrură de bor hexagonală. Acest material susține unde de lumină neobișnuite, numite fononi-polaritoni, care se mișcă mult mai lent decât lumina obișnuită. Aceasta a permis cercetătorilor să observe mai ușor mișcarea vortexurilor.
Microscopia electronică, cheia succesului
Saltul calitativ a fost realizat cu ajutorul unui microscop electronic specializat, capabil să înregistreze evenimente care se desfășoară la scări extrem de mici de spațiu și timp. Dispozitivul a înregistrat fenomene care au avut loc în doar 3 cvadrilioane de secundă, permițând echipei să surprindă dinamica vortexurilor optice în timp real. Cercetătorii au reușit să urmărească vortexurile în timp ce se îndreptau unul spre celălalt și se anihilau, demonstrând cum vitezele lor depășeau viteza luminii în timpul acestui proces.
„Descoperirea dezvăluie legi universale ale naturii împărtășite de toate tipurile de unde, de la undele sonore și fluxurile de fluide până la sisteme complexe precum supraconductorii”, a explicat Dr. Ido Kaminer, fizician la Institutul de Tehnologie Technion din Israel. Conform declarațiilor sale, următoarea etapă a cercetării este extinderea studiului în dimensiuni superioare pentru a observa comportamente și mai complexe. Potrivit acestuia, tehnica utilizată ar putea ajuta și la depășirea limitărilor actuale ale microscopiei electronice.
Studiul condus de echipa de cercetare a demonstrat că găurile din lumină pot atinge viteze mai mari decât viteza luminii, deschizând noi posibilități de investigare a fenomenelor luminoase.
