Sie entdecken Lichtwirbel, die die Lichtgeschwindigkeit in israelischen Experimenten überschreiten
Ein Ausrüstung das Technion erstmals registriert hat dunkle Wirbel innerhalb einer Lichtwelle, die sich schneller bewegen als das Licht selbst. Das Experiment, das mit einem Hochgeschwindigkeits-Elektronikmikroskop durchgeführt wird, bestätigt eine Vorhersage der 1970er Jahre über die Beweglichkeit dieser Nullpunkte, ohne Einsteins Relativitätstheorie zu widersprechen. Die Wirbel, die in einem Bornitrid-Material (hBN) beobachtet werden, wobei Licht entsteht Polaritone extrem langsam zeigen sie, dass innere Strukturen der Welle den Rhythmus des allgemeinen Musters übersteigen können.
Was geht schneller als Licht?
Die Vortices nicht beobachtet Partikel mit Masse oder Informationsträgern; sie sind Bereiche der Nullamplitude innerhalb der Welle, manchmal genannt dunkle Punkte. Diese Regionen wirken als kleine Lücken, die sich mit Geschwindigkeiten über der Vorderseite der Lichtwelle selbst bewegen können, wodurch die Illusion entsteht, die Lichtgeschwindigkeit zu überschreiten.
Diese Verhaltensweise war bereits in Arbeit von den 1970er Jahren, die vorgeschlagen, dass Wirbel schneller als die Welle, die sie enthält bewegen könnten. Dieses Phänomen wurde jedoch bisher nicht direkt gemessen, da es eine Instrumentierung erforderte, die extrem kurze und nanometrische Ereignisse erfassen konnte.
Wie die dunklen Wirbel erkannt wurden
Die Forscher kombinierten ein Laser hohe Präzision mit einer optomechanischen Konfiguration innerhalb eines spezialisierten elektronischen Mikroskops. Diese Baugruppe ermöglichte es, Hybridlichtwellen, bekannt als Polaritone, die sich bei einem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ausbreitet, etwa 100 mal langsamer. Die Langsamkeit des Mediums erleichterte die Beobachtung des kinematischen Wirbelsprungs.
Mit Hilfe des Mikroskops haben die Wissenschaftler die Position der Nilpunkte in Zeitintervallen von Femtosekunden aufgezeichnet, was zeigt, dass Wirbel mit Geschwindigkeiten vorangetrieben werden, die die Geschwindigkeit der Trägerwelle überschritten haben. Diese Methode der direkten Detektion ist der erste experimentelle Nachweis eines zuvor theoretischen Phänomens.
Implikationen und zukünftige Anwendungen
Die finden nicht unwirksam Einsteins Relativität, sondern zeigt, dass sich innere Strukturen einer Welle anders verhalten als die der Wellenfront. Dieses Verständnis öffnet die Tür zu neuen Mikroskopie-Techniken, die ultraschnelle Prozesse in Physik, Chemie und Biologie erforschen könnten, und zeigt bisher unerreichbare Dynamik.
Außerdem, Steuerung von Wirbeln in Materialien wie hBN könnte die Entwicklung von optischen Geräten auf Basis von Nanostrukturen fördern, die Kodierung von Quanteninformationen verbessern und neue Möglichkeiten zur Forschung von Supraleitern bieten. Die Fähigkeit, diese Phänomene in Echtzeit zu beobachten, verspricht, die Innovation in mehreren wissenschaftlichen Bereichen zu beschleunigen.