Ils découvrent des tourbillons de lumière qui dépassent la vitesse de la lumière dans les expériences israéliennes
Une Matériel le Technion s'est inscrit pour la première fois vortex foncés à l'intérieur d'une vague lumineuse qui se déplace plus vite que la lumière elle-même. L'expérience, réalisée avec un microscope électronique à grande vitesse, confirme une prédiction des années 1970 sur la mobilité de ces points nuls, sans contredire la théorie de la relativité d'Einstein. Les tourbillons, observés dans un matériau nitride de bore (hBN) où la lumière se forme polaritones extrêmement lents, ils montrent que les structures internes de l'onde peuvent dépasser le rythme du motif général.
Qu'est-ce qui voyage plus vite que la lumière?
Les vortex ne sont pas observés particules avec des porteurs de masse ou d'information; ce sont des zones d'amplitude zéro dans l'onde, parfois appelées points sombres. Ces régions agissent comme de petites lacunes qui peuvent se déplacer à des vitesses supérieures à l'avant de l'onde lumineuse elle-même, créant l'illusion de dépasser la vitesse de la lumière.
Ce comportement avait déjà été prévu dans Travaux des années 70, ce qui suggère que les tourbillons pourraient se déplacer plus vite que la vague qui les contient. Toutefois, ce phénomène n'avait pas été mesuré directement jusqu'à présent, puisqu'il exigeait une instrumentation capable de capter des événements extrêmement courts et nanométriques.
Comment les vortex sombres ont été détectés
Les chercheurs ont combiné laser haute précision avec une configuration optomécanique au sein d'un microscope électronique spécialisé. Cet ensemble a permis de générer des ondes lumineuses hybrides polaritones, qui se propagent à une fraction de la vitesse de la lumière dans le vide, environ 100 fois plus lentement. La lenteur du milieu a facilité l'observation du saut cinématique des tourbillons.
Avec l'aide du microscope, les scientifiques ont enregistré la position des points nuls aux intervalles de temps femtoseconde, révélant que les tourbillons ont avancé à des vitesses qui ont dépassé la vitesse de l'onde porteuse. Cette méthode de détection directe est la première preuve expérimentale d'un phénomène théorique antérieur.
Incidences et applications futures
Les trouver n'invalide pas la relativité d'Einstein, mais montre que les structures internes d'une onde peuvent se comporter différemment de celle du front de l'onde. Cette compréhension ouvre la porte à de nouvelles techniques de microscopie qui pourraient explorer des processus ultrarapides en physique, en chimie et en biologie, révélant des dynamiques auparavant inaccessibles.
En outre, contrôle de tourbillons dans des matériaux tels que le hBN pourrait favoriser le développement de dispositifs optiques basés sur des nanostructures, améliorer le codage de l'information quantique et offrir de nouveaux moyens de recherche sur les supraconducteurs. La capacité d'observer ces phénomènes en temps réel promet d'accélérer l'innovation dans plusieurs domaines scientifiques.