„Mai rapid decât lumina”? Ce au descoperit fizicienii despre întuneric și limitele universului
De peste un secol, viteza luminii este considerată limita absolută în univers, o idee stabilită încă din 1905 de Albert Einstein prin teoria relativității. Nimic nu poate depăși această viteză atunci când vine vorba de materie sau informație. Totuși, un experiment recent vine cu o nuanță surprinzătoare: în anumite condiții, „întunericul” pare să se miște mai rapid decât lumina.
Nu este vorba despre întuneric în sensul obișnuit, ci despre un fenomen optic foarte specific. Cercetătorii au observat că anumite puncte întunecate din interiorul unei unde de lumină pot avea o viteză aparent mai mare decât unda însăși. Descoperirea nu răstoarnă legile fizicii, dar oferă o perspectivă nouă asupra modului în care funcționează undele și energia, scrie publicația Scientific American.
Ce sunt vortexurile optice și de ce „depășesc” lumina
Fenomenul descoperit implică așa-numitele vortexuri optice, cunoscute și ca singularități de fază. Acestea apar în interiorul unei unde de lumină care se propagă și oscilează. În anumite puncte, vârfurile și minimele undei se anulează reciproc, generând mici zone întunecate.
Aceste „goluri” din lumină nu sunt obiecte fizice în sens clasic, ci mai degrabă puncte unde intensitatea luminii este zero. În anumite condiții experimentale, aceste puncte pot părea că se deplasează mai repede decât unda de lumină care le conține.
Cercetarea a fost realizată de o echipă coordonată de Ido Kaminer de la Technion – Israel Institute of Technology. Oamenii de știință au demonstrat că aceste singularități pot atinge viteze „superluminice”, dar fără să transporte energie sau informație.
Aici este cheia: chiar dacă par să depășească viteza luminii, aceste puncte nu încalcă regulile impuse de Teoria relativității, pentru că nu transmit nimic. Practic, este un efect geometric și matematic, nu o deplasare reală de materie.
Experimentul care a confirmat o teorie veche de zeci de ani
Pentru a observa fenomenul, cercetătorii au folosit un sistem de microscopie avansat și un material special numit nitrură de bor hexagonală. Acesta permite transformarea luminii în quasiparticule numite polaritoni, care se mișcă mult mai lent decât lumina obișnuită.
Această „încetinire” a procesului le-a oferit oamenilor de știință posibilitatea de a urmări în detaliu comportamentul vortexurilor optice. Ei au observat cum două singularități cu proprietăți opuse se apropie, se accelerează reciproc și ating viteze care depășesc viteza luminii înainte de a dispărea.
Descoperirea confirmă o predicție teoretică formulată încă din anii ’70 și deschide noi direcții de cercetare. Metoda utilizată ar putea ajuta la studierea unor procese extrem de rapide din fizică, chimie sau chiar biologie.
Mai mult, cercetătorii sugerează că aceste observații ar putea avea aplicații în domenii precum calculul cuantic sau dezvoltarea unor noi metode de codare a informației.