Optički vrtlozi ili takozvane rupeu svetlosti mogu se kretati brže i od same svetlosti, a fizičari su prvi put uspeli da ih posmatraju. Pojave poznate kao fazne singularnosti, naučnici još od sedamdesetih šrpđlog vekapredviđaju da se, baš kao što vrtlozi u reci kreću brže od vode koja ih okružuje, tako i vrtlozi u talasu svetlosti mogu da nadmaše brzinu same svetlosti u kojoj se nalaze. Ovo ne krši teoriju relativnosti koja kaže da ništa ne može putovati brže od brzine svetlosti. To je zato što vrtlozi ne nose masu, energiju, ni informaciju, pa njihovo kretanje zasniva se na promenljivoj geometriji talasnog obrasca, a ne na stvarnom fizičkom kretanju kroz prostor.
Međutim, snimiti ovu pojavu u stvarnosti bilo je teško, jer se odvija na izuzetno malim prostornim i vremenskim razmerama. Ovo dostignuće predstavlja trijumf elektronske mikroskopije. „Naše otkriće obelodanjuje univerzalne zakone prirode zajedničke svim vrstama talasa, od zvučnih i strujanja fluida do složenih struktura kao što su superprovodnici. Navedeni proboj omogućuje moćan tehnološki alat – mapiranje kretanja osetljivih fenomena na nanoskopskom nivou u materijalima, otkrivenih novom metodom (elektronska interferometrija) koja poboljšava oštrinu slike”, kaže Ido Kaminer, fizičar iz izraelskog instituta za tehnologiju „Tehnion”.
Iako svetlost našim očima deluje jednolično, u njoj se dešava mnogo toga što ne možemo lako da uočimo. Ona može biti podložna poremećajima sličnim onima u drugim fenomenima s dominantnom dinamikom strujanja, uključujući tip fazne singularnosti koji naučnici nazivaju optičkim vrtlozima. I ponašati se i kao čestica i kao talas; optički vrtlog nastaje kada se talas uvija dok se kreće poput vadičepa. U samom centru tog uvijanja, svetlost se poništava, ostavljajući tačku nultog intenziteta, neku vrstu tamne rupe u sebi samoj. Matematički je poznato da će se dve singularnosti u referentnom okviru privlačiti, ubrzavajući kako se približavaju i dostižući brzine koje deluju kao da premašuju brzinu svetlosti u vakuumu.
„Kako se singularnosti suprotnog naboja približavaju, njihove putanje u prostor-vremenu moraju formirati kontinuiranu krivu u tački anihilacije, primoravajući njihovo ubrzanje na neograničene brzine neposredno pre nestanka”, objašnjavaju istraživači u svojem naučnom radu.Ovo je već uočeno u drugim sistemima, ali proučavanje kako se ovaj scenario odvija u svetlosnom polju nešto je složenije. Da bi prevazišli ograničenja, Kaminer i saradnici snimili su ponašanje optičkih vrtloga u dvodimenzionalnom materijalu nazvanom heksagonalni bor-nitrid.
On podržava neobične svetlosne talase nazvane fononski polaritoni – hibride svetlosti i atomskih vibracija – koji se kreću mnogo sporije od same svetlosti i mogu biti snažno ograničeni u prostoru. To stvara složene interferencione obrasce ispunjene brojnim vrtlozima, omogućavajući istraživačima da detaljno prate njihovo kretanjnj. Eksperiment su ponovili mnogo puta, svaki put snimajući sa malim vremenskim pomakom u odnosu na prethodno izvođenje.
(RTS)
