Оптички вртлози или такозване рупеу светлости могу се кретати брже и од саме светлости, а физичари су први пут успели да их посматрају. Појаве познате као фазне сингуларности, научници још од седамдесетих шрпђлог векапредвиђају да се, баш као што вртлози у реци крећу брже од воде која их окружује, тако и вртлози у таласу светлости могу да надмаше брзину саме светлости у којој се налазе. Ово не крши теорију релативности која каже да ништа не може путовати брже од брзине светлости. То је зато што вртлози не носе масу, енергију, ни информацију, па њихово кретање заснива се на променљивој геометрији таласног обрасца, а не на стварном физичком кретању кроз простор.
Међутим, снимити ову појаву у стварности било је тешко, јер се одвија на изузетно малим просторним и временским размерама. Ово достигнуће представља тријумф електронске микроскопије. „Наше откриће обелодањује универзалне законе природе заједничке свим врстама таласа, од звучних и струјања флуида до сложених структура као што су суперпроводници. Наведени пробој омогућује моћан технолошки алат – мапирање кретања осетљивих феномена на наноскопском нивоу у материјалима, откривених новом методом (електронска интерферометрија) која побољшава оштрину слике”, каже Идо Каминер, физичар из израелског института за технологију „Технион”.
Иако светлост нашим очима делује једнолично, у њој се дешава много тога што не можемо лако да уочимо. Она може бити подложна поремећајима сличним онима у другим феноменима с доминантном динамиком струјања, укључујући тип фазне сингуларности који научници називају оптичким вртлозима. И понашати се и као честица и као талас; оптички вртлог настаје када се талас увија док се креће попут вадичепа. У самом центру тог увијања, светлост се поништава, остављајући тачку нултог интензитета, неку врсту тамне рупе у себи самој. Математички је познато да ће се две сингуларности у референтном оквиру привлачити, убрзавајући како се приближавају и достижући брзине које делују као да премашују брзину светлости у вакууму.
„Како се сингуларности супротног набоја приближавају, њихове путање у простор-времену морају формирати континуирану криву у тачки анихилације, приморавајући њихово убрзање на неограничене брзине непосредно пре нестанка”, објашњавају истраживачи у својем научном раду.Ово је већ уочено у другим системима, али проучавање како се овај сценарио одвија у светлосном пољу нешто је сложеније. Да би превазишли ограничења, Каминер и сарадници снимили су понашање оптичких вртлога у дводимензионалном материјалу названом хексагонални бор-нитрид.
Он подржава необичне светлосне таласе назване фононски поларитони – хибриде светлости и атомских вибрација – који се крећу много спорије од саме светлости и могу бити снажно ограничени у простору. То ствара сложене интерференционе обрасце испуњене бројним вртлозима, омогућавајући истраживачима да детаљно прате њихово кретањњ. Експеримент су поновили много пута, сваки пут снимајући са малим временским помаком у односу на претходно извођење.
(РТС)
