Šviesa – fotonai – turi ir bangų, ir dalelių savybių. Ir kaip bet kuri banga, įskaitant tas, kurios teka vandens paviršiumi, šviesos srautai teka, sukurdami erdvėlaikyje modelius, būdingus paprastam vandeniui. Mokslininkai parodytas pirmą kartą Tai pagrįsta neįprastu reiškiniu, kai sūkuriai vandenyje pradeda judėti greičiau nei pati srovė. Pasirodo, šviesa taip pat sukuria sūkurius, kurie juda greičiau nei šviesos greitis.
Optinių sūkurių, arba šviesos fazinių singuliarumų, egzistavimas buvo matematiškai įrodytas teoretikų daugiau nei prieš 50 metų. Sunkumas buvo tas, kad šį reiškinį reikėjo stebėti eksperimentiškai – mokslinė įranga tam dar nebuvo paruošta. Galiausiai, naudodami didelės skiriamosios gebos elektroninę mikroskopiją tiek erdvėje, tiek laike, mokslininkai sugebėjo stebėti ir dokumentuoti šį reiškinį dvimatėje medžiagoje – šešiakampiame boro nitride.
Šešiakampis boro nitridas buvo pasirinktas todėl, kad jo poliaritonų bangos yra labai suspaustos, sukurdamos sudėtingus interferencijos modelius, idealiai tinkančius optiniams sūkuriams stebėti. Tiesioginis fotonų stebėjimas neįmanomas, tačiau jiems sąveikaujant su kolektyviniais sužadinimais materijoje, susidaro kvazidalelės – poliaritonai, kuriuos galima stebėti kaip fotonų aktyvumo apraiškas.
Pridurkime, kad šis atradimas neprieštarauja Einšteino specialiajai reliatyvumo teorijai, nes nėra masės, energijos ar informacijos perdavimo.
Optiniai sūkuriai atsiranda, kai šviesos bangos sūkuriuoja kaip sūkurys: sūkurio centre bangos viena kitą panaikina, sudarydamos nulinio intensyvumo tašką – „tamsiąją skylę“. Fiziškai du priešingai įkrauti singuliarumai traukia vienas kitą ir, artėdami vienas prie kito, greitėja. Jų judėjimą apibūdina bangos fronto geometrija, o ne pats materijos judėjimas, todėl bangos fazinis greitis gali viršyti šviesos greitį, kaip ir kituose bangų reiškiniuose (pavyzdžiui, garso bangose ar skysčių srautuose).
Be to, mokslininkų pasiūlyta nauja elektronų interferometrijos technika atveria kelią tirti greičiausius ir labiausiai paslėptus fizikos, chemijos ir biologijos procesus nanometrų mastu. Nors šis reiškinys stebimas tik mikroskopiniu mastu ir nepažeidžia priežasties ir pasekmės ryšių, jis suteikia mokslininkams galingą įrankį tyrinėti gamtą pačiomis trumpalaikiškiausiomis jos apraiškomis.
Šaltinis:
Šaltinis: 3dnews.ru
