Вчені з Техніону вперше зафіксували на відео точки темряви всередині світлової хвилі, що рухаються швидше за світло. Це відкриття, опубліковане у журналі Nature, підтверджує передбачення 1970-х років і змінює наше розуміння меж, які встановлює спеціальна теорія відносності. Жоден закон фізики при цьому не порушується.

Команда професора Ідо Камінера досліджувала фазові сингулярності, або оптичні вихори, у двовимірному матеріалі — гексагональному нітриді бору. Ці точки нульової амплітуди є геометричними властивостями хвильового патерну, а не фізичними об'єктами, що несуть масу чи енергію. Саме тому їхній рух не обмежений швидкістю світла.

За допомогою унікальної технології ультрашвидкої електронної мікроскопії дослідники отримали перше у світі відео, де видно, як ці «порожнини» переміщуються в реальному часі. Результати вражають: середня швидкість сингулярностей склала 1,04 швидкості світла, а 29% відстежених точок перевищили цей поріг. Найдивовижніше відбувається перед зіткненням двох вихорів — їхня швидкість експоненційно зростає, наближаючись до нескінченності в момент анігіляції.

Важливо розуміти, що це відкриття не дозволяє передавати інформацію швидше за світло. Сингулярності не несуть жодних даних, тому принцип причинності залишається недоторканим. Натомість це відкриває нові можливості для мікроскопії та вивчення прихованих процесів у фізиці, хімії та біології на атомних масштабах.

Дослідження підтверджує універсальність законів природи для всіх типів хвиль — від звукових до квантових. Вчені планують використовувати ці дані для глибшого розуміння топологічних явищ у надпровідниках та інших складних системах, що може призвести до проривів у нових матеріалах та технологіях.