6 Mai 2026, 19:36
Redacţia PiataAuto.md
De când a fost formulată teoria relativităţii, viteza luminii e considerată drept valoarea de apogeu a vitezei care poate exista în univers. Chiar şi obişnuitele paradoxuri date drept exemplu o confirmau, când o maşină care îşi luminează drumul nu reuşeşte să-şi facă lumina farurilor să călătorească la o viteză ce ar însuma viteza proprie a luminii şi cea a maşinii. Suma acestor viteze rămâne tot viteza luminii, pentru că această valoare e un soi de apogeu fizic. Totuşi, încă din anii 1970, în special după un studiu profund din 1974, oamenii de ştiinţă au presupus că în anumite condiţii întunericul s-ar putea mişca mai repede decât lumina. Până de curând, aceste idei au rămas doar presupuneri teoretice, fără o confirmare practică. Însă de curând, o echipă internaţională de fizicieni, de la Institutul de Tehnologie Technion din Israel, dar şi universităţile MIT, Harvard şi Stanford din SUA, au reuşit să deruleze cu succes experimente prin care au descoperit şi confirmat că întunericul se poate mişca mai repede decât viteza luminii.
Foto: Doi dintre fizicienii care au făcut descoperirea
În primul rând, trebuie să precizăm despre care întuneric e vorba. Lumina e forată dintr-o multitudine de fascicule, sau unde dacă intrăm la nivel şi mai mic, care călătoresc prin spaţiu cu viteza luminii. Dar printre ele apar mici puncte de întuneric, sub forma unor vârtejuri. Ne putem imagina aceste puncte ca nişte vârtejuri mici formate periodic pe cursul unui râu, unde apa are o direcţie de circulaţie spre aval, iar aceste vârtejul nu urmează acelaşi tipar exact.
Ca explicaţie fizică, aceste puncte sunt locurile în care două unde luminoase se intersectează cu exactitate de valori şi se anulează reciproc, creând efectul de întuneric. Aceste vârtejuri sunt numite singularităţi de fază sau vortexuri optice.
Ei bine, încă din anii 1970, fizicienii au urmărit fascinaţi aceste fenomene şi au presupus că aceste puncte de întuneric s-ar putea mişca mai repede cât fasciculele de lumină printre care apar. E ca şi cum vârtejurile din apa unui râu s-ar mişca în aval mai repede decât apa.
Acum echipa de fizicieni despre care vorbim, condusă de Andrew şi Erna Viterbi, Ido Kaminer, şi Tomer Bucher, au reuşit să demonstreze veridicitatea teoriei prin experimente şi măsurări. Aceştia au creat un mediu închis special în cadrul laboratorului Technion, care conţinea dispozitive laser, un microscop de electroni, iar acel mediu a fost umplut cu borură de azot hexagonală. Prin acest mediu, lumina se transformă în fonon-polaritoni şi viteza ei încetineşte de circa 100 ori, ceea ce permite ca tehnologiile de captare de înaltă viteză să surprindă fenomenele undelor de lumină.
Iar acest experiment a permit replicarea fenomenelor obişnuite la o viteză de 100 ori mai mică decât viteza luminii, suficient de lent încât să existe dispozitive care să poată capta şi măsura fenomenele fizice. Iar teoria a fost astfel confirmată — punctele de întuneric circulă mai repede prin aceste unde de lumină, nefiind limitate de viteza luminii. Fizicienii autori ai experimentului spun chiar că viteza acestor puncte e lipsită de constrângeri, putând fi mai mică, egală sau mai mare decât viteza luminii până spre infinit.
Aparent, această descoperire sfidează legile fizicii şi teoria relativităţii, însă nu e aşa. Teoria relativităţii rămâne valabilă pentru că menţionează viteza luminii drept viteză maximă de deplasare a particulelor care au masă, sau undelor care au energie sau informaţie. În acest caz acele puncte de interferentă nu au nici masă, nici energie, nici informaţie, fiind efectiv rezultatul unei forme conturate din interferenţele undelor din jur, dar fără conţinut propriu-zis.
Respectiv, viteza acestor puncte e determinată de modificările geometrice ale câmpurilor de undă, nu din deplasarea unui conţinut propriu-zis. Undele de lumină îşi pot propaga zona interferenţei dintre ele mai repede decât viteza cu care călătoresc, şi de aici vine explicaţia fizică a acestui fenomen.
Ei bine, la ce ne-ar ajuta această descoperire, ce ar putea aduce ea în viaţa reală ca impact pentru ştiinţă şi inginerie? Mai abstract vorbind, ne-a permis să înţelegem mult mai multe undele de lumină şi modul de interferenţă între ele, ceea ce ne permite la rândul său să putem controla mai abil aceste fluxuri, la nivel nanometric, în ceea ce numim de obicei nanofotonică.
Aceste avantaje de cunoaşteri şi control ştiinţific ne pot da progrese importante în dispozitivele optice de înaltă precizie, în dinamica materialelor cuantice şi computerele cuantice, în telecomunicaţii şi control mai precis al undelor, dar şi în multiple arealul de producţie de semiconductoare. Acest efect confirmat acum ar putea fi folosit şi la conceperea de semiconductoare analogice, unde fizica pură ar fi elementul central de computare la nivel analogic. Deci, semiconductoare, senzori, dispozitive optice, comunicări la mare distanţă domeniile de aplicare sunt multiple, chiar dacă pe alocuri descoperirea poate părea atât de profundă, încât e ceva mai greu de înţeles.
Însă sunt exact domeniile alea atât de profunde şi avansate, care au făcut lumea să poate crea acele maşinării fascinante de la ASML de producţie a cipurilor ultra performante, cu precizie nanometrică pe ele. Acolo dimensiunile au ajuns să fie deja limitate de amplitudinea razelor de lumină şi acolo litografierea operează cu controlul ultra precis al luminii. Iar toată acea complexitate fascinantă din acel domeniu ne dă azi cele mai capabile instrumente tehnologice ale civilizaţiei noastre. Descoperea de acum nu răstoarnă şi nu revoluţionează toate aceste domeniu, dar dă un imbold imens de control şi mai avansat al undelor de lumină din acest domenii, folosind fenomenul descoperirea pentru a se avansa şi mai mult acolo unde existau limitări.
1
7,184
ŞTIRI DE CARE AŢI PUTEA FI INTERESAT