Оптический вихрь выглядит как темное пятно в центре светового поля, где амплитуда волны стремится к нулю, а фаза меняется особыми образом. Такие структуры давно описывает теория, но команда Ido Kaminer впервые напрямую проследила их путь в материале с помощью электронной микроскопии с высоким временным разрешением.  

Изображение - ChatGPT

В работе, на которую ссылается ScienceAlert, физики направили свет на материалы, поддерживающие фоннон поляритоны, и сформировали в них оптические вихри, то есть фазовые сингулярности с нулевой интенсивностью в центре. Они использовали импульсный электронный микроскоп и зафиксировали, как эти структуры смещаются внутри кристалла.  

Измерения показали, что при определенных условиях оптические вихри могут двигаться быстрее скорости света в вакууме. Особенно высокие скорости возникали в момент аннигиляции связанных пар вихрей, когда их траектории сходились и исчезали.  

Авторы подчеркивают, что сами вихри не несут энергию, массу или информацию, а описывают геометрию светового поля. Поэтому зафиксированное сверхсветовое движение не нарушает ограничения теории относительности Энштейна.  

По сути, эксперимент показывает, что топологические особенности волнового поля могут менять положение в пространстве быстрее, чем распространяется фронт самой волны. Результаты, по данным ScienceAlert, помогают лучше описывать поведение сложных световых структур в материалах и уточнять связь между локальной энергией и фазой электромагнитных волн.