Svjetlost – fotoni – ima i valna i čestična svojstva. I kao i svaki val, uključujući i one koji se kreću po površini vode, struje svjetlosti teku, stvarajući uzorke u prostor-vremenu karakteristične za običnu vodu. Znanstvenici prikazano prvi put To se temelji na neobičnom fenomenu gdje se vrtlozi u vodi počinju kretati brže od samog toka. Ispada da svjetlost također stvara vrtloge koji se kreću brže od brzine svjetlosti.
Postojanje optičkih vrtloga, ili faznih singulariteta svjetlosti, matematički su dokazali teoretičari prije više od 50 godina. Teškoća je bila u eksperimentalnom promatranju ovog fenomena - znanstvena oprema još nije bila spremna za to. Konačno, korištenjem elektronske mikroskopije visoke rezolucije i u prostoru i u vremenu, znanstvenici su uspjeli promatrati i dokumentirati ovaj fenomen u dvodimenzionalnom materijalu - heksagonalnom borovom nitridu.
Heksagonalni borov nitrid odabran je jer su njegovi polaritonski valovi jako komprimirani, stvarajući složene interferencijske uzorke idealne za promatranje optičkih vrtloga. Izravno promatranje fotona je nemoguće, ali kada međusobno djeluju s kolektivnim pobuđenjima u materiji, stvaraju se kvazičestice - polaritoni - koje se mogu promatrati kao manifestacije fotonske aktivnosti.
Dodajmo da ovo otkriće ne proturječi Einsteinovoj posebnoj teoriji relativnosti, budući da nema prijenosa mase, energije ili informacije.
Optički vrtlozi nastaju kada se svjetlosni valovi vrtlože poput vrtloga: u središtu vrtloga valovi se međusobno poništavaju, tvoreći točku nultog intenziteta - "tamnu rupu". Fizički, dva suprotno nabijena singulariteta privlače se i, kako se približavaju, ubrzavaju. Njihovo gibanje opisano je geometrijom valne fronte, a ne stvarnim kretanjem materije, pa fazna brzina vala može premašiti brzinu svjetlosti, kao što se događa kod drugih valnih pojava (na primjer, kod zvučnih valova ili tokova tekućine).
Nadalje, nova tehnika elektronske interferometrije koju su predložili znanstvenici otvara put proučavanju najbržih i najskrivenijih procesa u fizici, kemiji i biologiji na nanometarskoj skali. Iako se fenomen opaža samo na mikroskopskim skalama i ne narušava uzročno-posljedične odnose, znanstvenicima pruža moćan alat za istraživanje prirode u njezinim najprolaznijim manifestacijama.
Izvor:
Izvor: 3dnews.ru
