Fizicienii observă vortexuri optice care se deplasează aparent mai repede decât lumina
Pentru prima dată, o echipă de cercetători a identificat vortexuri optice, structuri din lumină care par să se miște mai rapid decât viteza luminii. Aceste „goluri” sau zone întunecate apar atunci când lumina se comportă ca o undă torsionată, asemănătoare cu un tirbușon.
Contextul fenomenului
Descoperirea acestor vortexuri nu contrazice teoria relativității, conform căreia nimic nu poate călători mai repede decât lumina. Ido Kaminer, unul dintre autorii studiului publicat în revista Nature, explică faptul că „aceste vortexuri nu transportă masă, energie sau informație”. Această mișcare este rezultatul modificării formei undei de lumină, nu al deplasării unui obiect fizic.
Mecanismul de transport al informației prin lumină
Informația este transmisă prin întreaga undă de lumină, nu prin aceste structuri specifice. Modificările undei – cum ar fi intensitatea, frecvența sau faza – sunt cele care transportă datele, similar cu funcționarea fibrei optice, unde semnalele luminoase transmit informații pe distanțe mari.
Fizicienii definează „informația” ca orice semnal ce poate fi detectat, de la date digitale până la lumina emisă de stele. Orice variație a luminii care este măsurabilă reprezintă informație.
Comportamentul vortexurilor optice
Matematic, două singularități cu proprietăți opuse se atrag reciproc. Aceasta duce la accelerarea lor pe măsură ce se apropie, explică cercetătorii: „Traiectoriile lor în spațiu-timp formează o curbă continuă în punctul de anihilare, forțându-le să accelereze până la viteze nelimitate înainte de dispariție”.
Tehnologia utilizată pentru observație
Fenomenul a fost teoretizat încă din anii 1970, dar nu a fost observat direct până acum din cauza vitezei extrem de mari și a dimensiunii reduse a procesului. O echipă de fizicieni din Israel a utilizat nitrură de bor hexagonală, un material bidimensional care permite controlul undelor de lumină la scară mică.
Utilizând un microscop electronic ultrarapid, cercetătorii au reușit să surprindă procese ce durează doar câteva cvadrilioane de secundă. Prin combinarea mai multor cadre, au creat o „filmare” a vortexurilor.
Implicarea vitezei superioare
Imaginile obținute arată vortexurile care se apropie și se anihilează, moment în care viteza lor aparentă depășește viteza luminii. Fizicienii subliniază că „descoperirea noastră relevă legi universale ale naturii comune tuturor tipurilor de unde” și că „această descoperire oferă un instrument tehnologic puternic” pentru studierea fenomenelor la scară mică.
Importanța acestei descoperiri
Deși rezultatele nu schimbă regulile fundamentale ale fizicii, ele oferă o nouă modalitate de a observa procese extrem de rapide, care erau anterior invizibile. Tehnica recent dezvoltată permite monitorizarea în timp real a interacțiunilor esențiale între lumină și materie, având aplicații nu doar în fizică, ci și în chimie și biologie.
Cercetătorii consideră că aceste tehnici inovatoare vor facilita studiul proceselor ascunse din diverse domenii, dezvăluind comportamentele naturale în momente rapid fluctuante.
Urmărește newsrecorder.ro pentru cele mai importante știri ale zilei din România.
