Ученые доказали, что темнота движется быстрее света

Международная группа ученых под руководством специалистов Техниона в Хайфе провела эксперимент, который подтвердил теоретическое предположение, выдвинутое полвека назад. Авторы исследования зафиксировали сверхсветовое движение так называемых оптических сингулярностей — областей полной темноты внутри световых волн, где амплитуда колебания достигает нулевого значения.

Результаты работы опубликованы в научном журнале Nature. Исследователи подчеркивают, что их открытие не противоречит теории относительности Эйнштейна, поскольку темнота не обладает массой и не переносит информацию. Физический закон запрещает распространение информации и движение массивных частиц со скоростью, превышающей световую константу в вакууме, но не распространяется на объекты, лишенные этих свойств.

Для проведения эксперимента научная группа использовала инновационную систему микроскопии на основе специализированного лазерного оборудования в сочетании с оптико-механическими приборами высочайшей точности. В ходе работы исследователи анализировали поведение световых волн в тонкой пластине из гексагонального нитрида бора. Этот материал преобразует обычный свет в так называемые поляритоны — квазичастицы, представляющие собой гибрид световой энергии и вещества. Поляритоны движутся примерно в сто раз медленнее света в вакууме, что позволило ученым детально исследовать динамику темных областей.

Авторы объясняют наблюдаемый эффект аналогией с речным вихрем, который способен обогнать саму водную массу и достичь скорости, превышающей скорость потока. Аналогично, темные точки в световом поле ускоряются в моменты своего возникновения или исчезновения, достигая теоретически неограниченной скорости.

Старший автор исследования Идо Каминер заявил, что открытие раскрывает универсальные принципы, применимые к различным типам волн — от акустических колебаний и гидродинамических потоков до сложных систем вроде сверхпроводников. Ученый предполагает, что развитые методы микроскопии позволят в будущем исследовать скрытые физические процессы и наблюдать поведение природных систем в наиболее быстротечные моменты.

Источник: Popular Mechanics