La llum (els fotons) té propietats tant d'ona com de partícula. I com qualsevol ona, incloses les que corren per la superfície de l'aigua, els corrents de llum flueixen creant patrons en l'espai-temps característics de l'aigua ordinària. Els científics mostrat per primera vegada Això es basa en un fenomen inusual on els remolins de l'aigua comencen a moure's més ràpid que el flux en si. Resulta que la llum també crea remolins que es mouen més ràpid que la velocitat de la llum.
L'existència de vòrtexs òptics, o singularitats de fase de la llum, va ser demostrada matemàticament per teòrics fa més de 50 anys. La dificultat residia en observar aquest fenomen experimentalment: l'equipament científic encara no estava preparat per a això. Finalment, mitjançant microscòpia electrònica d'alta resolució tant en l'espai com en el temps, els científics van poder observar i documentar aquest fenomen en un material bidimensional: el nitrur de bor hexagonal.
Es va escollir el nitrur de bor hexagonal perquè les seves ones de polaritó estan molt comprimides, creant patrons d'interferència complexos ideals per observar vòrtexs òptics. L'observació directa de fotons és impossible, però quan interactuen amb excitacions col·lectives de la matèria, es creen quasipartícules (polaritons), que es poden observar com a manifestacions de l'activitat fotònica.
Afegim que aquest descobriment no contradiu la teoria especial de la relativitat d'Einstein, ja que no hi ha transferència de massa, energia o informació.
Els vòrtexs òptics sorgeixen quan les ones de llum giren com un remolí: al centre del vòrtex, les ones es cancel·len entre si, formant un punt d'intensitat zero: un "forat fosc". Físicament, dues singularitats amb càrrega oposada s'atreuen mútuament i, a mesura que s'acosten, s'acceleren. El seu moviment es descriu per la geometria del front d'ona, no pel moviment real de la matèria, de manera que la velocitat de fase de l'ona pot superar la velocitat de la llum, com passa en altres fenòmens ondulatoris (per exemple, en ones sonores o fluxos de líquids).
A més, la nova tècnica d'interferometria electrònica proposada pels científics obre el camí a l'estudi dels processos més ràpids i ocults de la física, la química i la biologia a escala nanomètrica. Tot i que el fenomen només s'observa a escales microscòpiques i no viola les relacions causa-efecte, proporciona als científics una eina poderosa per explorar la natura en les seves manifestacions més fugaces.
Font:
Font: 3dnews.ru
