«Оптические вихри» способны двигаться быстрее скорости света — это не нарушает законы физики

Точки нулевой интенсивности внутри световых волн, известныекак оптические вихри, могут перемещаться в пространстве быстрее скорости света.Прямое экспериментальное доказательство этого явления, предсказанноготеоретиками еще в 1970-х годах, представила группа физиков из Израильскоготехнологического института (Технион) при участии коллег из MIT, Гарварда иСтэнфорда.

Согласно теории относительности, ни один объект, обладающиймассой или переносящий информацию, не может превысить космический пределскорости в вакууме. Однако оптические вихри представляют собой своеобразные«дыры» — области, где интенсивность света падает до абсолютного нуля. Посколькутакие «пустоты» не переносят ни энергии, ни информации, их сверхсветовое движениене вступает в противоречие с фундаментальными законами физики.

Для фиксации феномена ученые Техниона объединилиспециализированный электронный микроскоп с лазерной установкой и точнойоптико-механической системой. Эксперимент проводился с использованием кристаллагексагонального нитрида бора (hBN). В этой среде свет образует гибридныевозбуждения — поляритоны (так называемые «свето-звуковые» волны), которыедвижутся значительно медленнее света в вакууме. Такое замедление среды создаетоптические условия, при которых темные вихри визуально «перепрыгивают» черезволну со сверхсветовой скоростью.

Успешное наблюдение за оптическими вихрями дает физикамновый инструмент для картирования сверхбыстрых и наноразмерных явлений. Методпозволит отслеживать квантовые процессы, которые ранее считались слишкомбыстрыми или неуловимыми для прямого наблюдения. Результаты исследования,опубликованные в журнале Nature, найдут практическое применение в разработкепередовых электронных микроскопов, нанофотонике и создании квантовыхвычислительных систем.

Источник:Interesting Engineering