Вчені вперше змогли зафіксувати темні точки всередині світлової хвилі, які, за їхніми спостереженнями, рухаються швидше за саме світло
Фото: unsplash.com
Попри це, вони не переносять енергію чи інформацію, тому з фізичної точки зору нічого «надсвітлового» насправді не відбувається.
Йдеться про складні світлові хвилі, в яких окремі ділянки стають повністю темними через взаємне гасіння хвиль. У цих точках світло зникає повністю — залишається лише темрява.
Хоча про такі явища вчені знали давно, лише тепер їх вдалося зняти на відео. Дослідження опубліковане в журналі Nature.
До роботи долучилися дослідники з Technion — Israel Institute of Technology разом із командами з Harvard, Stanford, MIT та інших установ.
Щоб зафіксувати ці точки, використали електронний мікроскоп, здатний реєструвати процеси тривалістю всього три фемтосекунди — це три квадрильйонні частки секунди.
Спостереження проводили під час проходження світла через спеціальний матеріал. Результати підтвердили давню гіпотезу: темрява в таких умовах може «обганяти» світло, яке її оточує.
Що це за явище
Ці точки відомі як фазові сингулярності. Вони виникають у місцях, де амплітуда світлової хвилі падає до нуля, а її фаза стає невизначеною.
У цей момент світло фактично зникає, тоді як навколишня фаза плавно змінюється, здійснюючи повний оберт на 360° навколо цієї «порожнечі».
Існує два типи таких темних точок — залежно від напрямку обертання фази. Одна має позитивний заряд, інша — негативний.
Вони можуть зникнути лише тоді, коли зустрічаються одна з одною. Коли це відбувається, їхній рух прискорюється.
Безпосередньо перед зіткненням і зникненням швидкість таких точок, за теорією, прямує до нескінченності. Раніше це було лише припущенням, але тепер його вдалося підтвердити експериментально.
Читайте також: Магнітний полюс Землі змістився та рухається у невизначеному напрямку
Як вдалося це побачити
Як пояснюють автори дослідження, фазові сингулярності не переносять енергію чи інформацію, тому можуть рухатися швидше за світло без порушення причинно-наслідкових зв’язків.
Те, що виглядає як надсвітлова швидкість, насправді є лише «кінематичною властивістю змінної фазової структури».
Для такого експерименту потрібні особливі умови. Найкращим матеріалом виявився гексагональний нітрид бору — двовимірний кристал, у якому виникають гіперболічні фонон-поляритони — специфічні хвилі, пов’язані з поширенням світла в матеріалі.
У цьому матеріалі хвилі поширюються більш ніж у 100 разів повільніше, ніж світло у вакуумі. Саме це й створює ефект, коли темні точки виглядають надзвичайно швидкими.
Відстань між цими точками також збіглася з теоретичними прогнозами — вона повторює закономірності, подібні до розташування молекул у рідині.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Що станеться, якщо Земля раптово перестане обертатися — учені
Повені, посухи та пожежі: учені попереджають про невідворотні зміни клімату
Учені вигадали як зробити Марс придатним для життя всього за 15 років
За матеріалами wionews.com.
Telegram 
Viber 