Тьма быстрее света. Рассказываем, как физики нашли легальную лазейку в законах Эйнштейна

… и даже не нарушили ни одного закона.


zhj1sh2kpjtgr0659ja13d42lhg01unz.jpg

Физики из Техниона впервые показали в эксперименте, что в световой волне существуют особые тёмные точки, которые при определённых условиях могут двигаться быстрее света. На первый взгляд формулировка звучит как прямой конфликт с теорией относительности, но на деле речь идёт не о частицах, не о передаче сигнала и не о переносе энергии, а о геометрии самой волны. Учёные смогли увидеть и отследить движение таких точек напрямую, хотя саму идею обсуждали ещё с 1970-х.

Работу выполнила группа под руководством профессора Идо Камайнера вместе с коллегами из нескольких научных центров, включая MIT, Гарвард и Стэнфорд. Главный объект исследования - так называемые оптические вихри, или нулевые точки . Так называют области внутри волны, где интенсивность света падает до нуля. По сути, внутри светового поля образуется крошечный провал, тёмная точка, вокруг которой закручивается структура волны.

Похожие вихревые рисунки встречаются и вне оптики. Их можно увидеть в воде, в воздушных потоках и в других средах, где возникает вращательное движение. Но в случае со светом физиков давно интересовал другой вопрос: как ведут себя такие точки внутри самой волны и могут ли они двигаться необычным образом. Теория допускала, что при некоторых условиях нулевые точки способны перемещаться со сверхсветовой скоростью, однако прямого экспериментального подтверждения до сих пор не было.

Главная причина, по которой такой результат выглядит странно, понятна. Теория относительности запрещает объектам с массой разгоняться быстрее света и не допускает сверхсветовую передачу информации или энергии. Но в новом эксперименте ничего подобного не происходило. Тёмная точка внутри волны не является материальным телом и не переносит сигнал сама по себе. Исследователи наблюдали движение области нулевой интенсивности, а не полёт физического объекта в обычном смысле. Поэтому нарушения фундаментальных законов здесь нет.