Дослідники з’ясували, що темрява може пересуватися швидше за світло.

На перший погляд, це суперечить теорії відносності, але є нюанс.

Вперше дослідники виявили структури, які здатні рухатися швидше за світло.

Як повідомляє interestingengineering, команда вчених з Ізраїльського технологічного інституту досягла значного прогресу в електронній мікроскопії. Вони надали перші прямі експериментальні докази існування так званих “темних точок” у світлових хвилях.

Результати цього експерименту, опубліковані в журналі Nature, підтверджують теоретичне припущення, висловлене в 1970-х роках, що ці точки – також відомі як оптичні вихори – можуть рухатися швидше за світло за певних умов.

На перший погляд, це суперечить теорії відносності, яка визначає швидкість світла як максимальну космічну швидкість. Проте дослідники уточнюють, що цей принцип стосується лише об’єктів з масою та сигналів, що несуть енергію або інформацію. Вихори, які спостерігаються в цьому дослідженні, не підпорядковуються цим принципам; вони є просто точками нульової інтенсивності всередині хвилі, що означає, що їх надсвітловий рух не порушує основні фізичні закони.

Як проходив експеримент

Для спостереження за цим явищем команда створила високотехнологічну експериментальну установку. Об’єднавши лазерну систему зі спеціалізованим електронним мікроскопом і точним оптико-механічним пристроєм, вони досягли безпрецедентного рівня просторової та часової роздільної здатності. Це дозволило їм з вражаючою точністю відстежувати швидкий рух цих темних точок.

Експерименти проводилися з використанням матеріалу, відомого як гексагональний нітрид бору. У цьому середовищі світло формує гібридні збудження, які називаються поляритонами, що поширюються значно повільніше, ніж світло у вакуумі. Цей уповільнюючий ефект створює умови, за яких вихори можуть здаватися такими, що рухаються швидше за саме світло, фактично “перескакуючи” через хвилю.

Цей прорив може вплинути на широкий спектр галузей, включаючи передову мікроскопію, нанофотоніку, надпровідність та квантову інформатику. Дозволяючи дослідникам візуалізувати та аналізувати найшвидші взаємодії в природі, ця робота відкриває нові можливості для глибшого розуміння поведінки складних фізичних систем на найменших і найшвидших масштабах.

Раніше вчені проводили дослідження гравітації в деяких з найбільших структур Всесвіту і виявили, що вона поводиться саме так, як це передбачають давно відомі фізичні закони.