Historický objav: Vedci prvýkrát zmerali rýchlosť tmy

Izraelskí vedci z Technionu prvýkrát priamo zmerali „tmavé body“ ukryté vo svetelných vlnách a zistili, že sa môžu pohybovať rýchlejšie než svetlo bez toho, aby porušili Einsteinovu teóriu relativity.

Izraelčania po prvýkrát zmerali rýchlosť tmy. Znie to ako veta zo sci-fi, no v skutočnosti ide o veľmi presný fyzikálny experiment, ktorý práve vyšiel v magazíne Nature. Tím z Technion – Israel Institute of Technology sledoval takzvané optické fázové singularity, teda tmavé body vo svetelnej vlne, kde amplitúda klesá na nulu a vzniká miesto úplnej tmy.

Práve tieto body sa podľa meraní dokážu pohybovať rýchlejšie než svetlo. Na prvý pohľad to vyzerá ako problém pre Einsteinovu relativitu, lenže vedci upozorňujú na dôležitý detail. Tmavé body nie sú častice, nemajú hmotnosť a nenesú energiu ani informáciu. Sú to skôr geometrické nulové body vo vlne, takže ich zdanlivo nadsvetelný pohyb neznamená, že by sa vo vesmíre niečo skutočne prenášalo rýchlejšie než svetlo.

Ak si chcete lepšie predstaviť, čo sú optické víry a prečo sa v strede svetelného poľa objavujú „tmavé body“, toto video ponúka zrozumiteľný odborný úvod do celej témy:

Experiment prebehol v materiáli zvanom hexagonálny nitrid bóru. V ňom sa svetlo mení na špeciálne hybridné vlny nazývané hyperbolické fonón-polaritóny, ktoré sa šíria asi stokrát pomalšie než svetlo vo vákuu. Práve to dalo výskumníkom šancu zachytiť ultrarýchly pohyb tmavých bodov pomocou mimoriadne presnej elektrónovej mikroskopie.

Najzvláštnejší moment nastal tesne pred zánikom dvojice singularít s opačným nábojom. V tej chvíli ich rýchlosť prudko rástla a merania ukázali hodnoty presahujúce rýchlosť svetla. Tým sa podarilo experimentálne potvrdiť teoretickú predpoveď ešte zo 70. rokov, ktorá desaťročia čakala na technológiu schopnú ju otestovať.

Pre vedu to nie je len kuriozita. Výskum môže otvoriť cestu k lepšiemu mapovaniu ultrarýchlych javov v optike, materiálovej fyzike, supravodivosti aj kvantových technológiách. Einstein teda zostáva v bezpečí. No ukazuje sa, že aj tma ukrytá vo svetle sa vie správať spôsobom, ktorý pôsobí takmer nemožne.