Istraživači su prvi put direktno zabeležili nulte tačke talasnog polja koje se kreću „superluminalno“ — brže od svetlosti — ali bez kršenja Ajnštajnove relativnosti jer te tačke ne prenose informaciju, energiju niti masu. Eksperiment je koristio ultrabrzu elektronsku mikroskopiju za posmatranje foton‑polaritona u tankoj pahuljici bor nitrida. Rad je objavljen 25. marta u Nature, a tehnike koje su razvili otvaraju nove mogućnosti za istraživanja u fizici, hemiji i biologiji.
Fizičari Zabeležili „Tačkaste“ Praznine Koje Se Kreću Brže Od Svetlosti — Bez Kršenja Relativnosti
An artist’s impression of dark singularities surrounded by fast-moving whirlpools. A new physics experiment shows that entities like these can actually surpass the speed of light. | Credit: Technion-Israel Institute of Technology
Po prvi put, istraživači su direktno detektovali „tačkaste“ praznine — nulte tačke talasnog polja — koje se kreću brže od brzine svetlosti, a da pri tome ne krše Ajnštajnovu specijalnu relativnost.
Kako su to uradili?
Tim je iskoristio napredak u ultrabrzoj elektronskoj mikroskopiji da bi posmatrao foton‑polaritonske talase unutar tanke pahuljice bor nitrida. Foton‑polaritoni su kvazipartikle nastale jakom povezanošću fotona (svetlosti) i atomske vibracije — ponašaju se kao mešavina svetlosnih i zvučnih talasa i omogućavaju da se talasna dinamika proučava na nanometarskim skalama i femtosekundnim vremenskim razmerama.
Šta su ove „praznine“?
Reč je o nultim tačkama ili faznim singularnostima u talasnom polju — mestima gde se amplitude interferencijom poništavaju i lokalno padaju na nulu. Takve tačke ne nose informaciju, energiju niti materiju na sebi; zbog toga njihovo brzo kretanje ne predstavlja prenos informacije i ne krši ograničenje brzine svetlosti za prenos informacije ili materije.
Zašto se čini da idu brže od svetlosti?
Kod interferentnih polja, lokacija nulte tačke može da se pomera po prostoru mnogo brže od pojedinačnih komponenti talasa. U nekim konfiguracijama dve nulte tačke mogu eksponencijalno ubrzavati jedna prema drugoj i njihove brzine matematički teže ka veoma visokim (formalno „superluminalnim“) vrednostima neposredno pre poništavanja. To ne znači da je prenesena informacija brže od svetlosti — same nulte tačke su aspekti raspodele talasa, a ne nosioci signala.
Rezultati i značaj
Rad, objavljen 25. marta u časopisu Nature, predstavlja prvi direktan mereni dokaz ubrzanja i superluminalnog kretanja ovih nultih tačaka u eksperimentu. Autori naglašavaju da se ponašanje ovih „void“ tačaka može posmatrati kao univerzalno za mnoge vrste talasa — od zvučnih talasa i fluidnih tokova do složenih kvantnih sistema poput superprovodnika.
„Naše otkriće otkriva univerzalne zakone prirode koje dele svi tipovi talasa, od zvučnih talasa i tokova fluida do kompleksnih sistema kao što su superprovodnici,“
rekao je Ido Kaminer, profesor elektrotehnike i računarskog inženjerstva na Technionu i član istraživačkog tima.
Autori takođe ističu da su nove mikroskopske tehnike ključne za posmatranje izuzetno brzih i malih fenomena i da će otvoriti mogućnosti za istraživanja u fizici, hemiji i biologiji — posebno za procese koji se do sada nisu mogli direktno vizualizovati.
Važno razjašnjenje
Termin „singularitet“ u ovom kontekstu označava faznu nultu tačku u talasnom polju i nije isto što i gravitaciona singularnost (kao u slučaju crne rupe). Praznine ovde ne podrazumevaju skup materije niti lokalno kršenje fundamentalnih zakona fizike.
Bitna činjenica: Brzina svetlosti u vakuumu iznosi 299.792.458 m/s (~186.000 milja/s) i ona i dalje ostaje gornja granica za prenos informacije, energije i mase.
Pomozite nam da budemo bolji.
