În premieră mondială, cercetătorii au detectat goluri (n.r. viduri) care se deplasează mai rapid decât viteza luminii și au depășit această limită cosmică fără a încălca legile relativității, potrivit Live Science.
Un studiu recent arată accelerarea acestor goluri. Cercetătorii au folosit progrese recente în microscopia electronică ultrarapidă pentru a măsura viduri în undele de tip fonon-polariton care se deplasau într-un strat subțire de nitrură de bor. Fonon-polaritonii sunt cvasi-particule formate din fotoni (lumină cuantificată) cuplați cu vibrații minuscule și se comportă ca o combinație între unde de lumină și unde sonore.
Undele sunt adesea vizualizate ca o simplă linie ondulată, dar în multe aplicații ar fi mai util să ne imaginăm un lac. Lacurile sunt pline de unde și valuri care interferează între ele. Dacă undele interacționează atunci când sunt la înălțimea maximă, ele se combină și formează un val și mai mare. Dar dacă se întâlnesc în punctele lor minime, creează adâncituri mai profunde decât ar avea separat.
Uneori, undele se anulează reciproc, creând puncte în care amplitudinea lor devine zero. Într-un lac, acest lucru ar crea un vârtej temporar (un vortex) care se deplasează în jurul acelui punct gol, numit și singularitate. Aceste singularități se regăsesc în natură și matematică și, încă din anii 1970, s-a teoretizat că în unele cazuri s-ar putea deplasa mai rapid decât lumina, potrivit unei declarații recente a Institutului Tehnologic Technion din Israel.
Puncte goale de „nimic”
Teoria relativității restrânse a lui Einstein afirmă că viteza luminii în vid — 299.792.458 metri pe secundă, adică aproximativ 186.000 mile pe secundă — este cea mai mare viteză cu care pot călători informația, materia și energia prin spațiu.
Deci cum pot singularitățile să depășească viteza luminii? Pentru că aceste singularități sunt puncte goale de „nimic”, ele nu conțin informație, materie sau energie. Sunt simple goluri, deci nu sunt supuse aceleiași limite cosmice de viteză.
Aceste viduri nu doar că depășesc viteza luminii — o fac în mod spectaculos. Când două singularități se întâlnesc, ele se pot accelera uneori exponențial una spre cealaltă până când vitezele lor se apropie de infinit chiar înainte de a se anula reciproc. Totuși, cu cât se mișcă mai repede, cu atât devin mai greu de observat. Studiul recent, publicat pe 25 martie în revista Nature, arată exact acest lucru.
„Descoperirea noastră dezvăluie legi universale ale naturii împărtășite de toate tipurile de unde, de la unde sonore și curgeri de fluide până la sisteme complexe precum superconductoarele”, a declarat Ido Kaminer, profesor de inginerie electrică și computerizată la Institutul Tehnologic Technion din Israel și membru al echipei de cercetare.
Rezultatele studiului nu se aplică doar micilor vârtejuri. Aceste puncte de anulare se comportă suficient de mult ca niște particule încât oamenii de știință le pot folosi pentru a înțelege mai bine interacțiunile dintre particule. Pentru aceasta însă, trebuie identificat unde se rupe această analogie.
Noul studiu arată că „nevoia de viteză” a acestor viduri este exact punctul în care singularitățile încetează să mai se comporte ca particule, deoarece particulele respectă limita cosmică de viteză, pe care aceste viduri o ignoră.
În plus, noile tehnici ale echipei pentru observarea obiectelor extrem de mici și extrem de rapide ar putea deschide zone complet noi de cercetare în mai multe domenii științifice.
„Credem că aceste tehnici inovatoare de microscopie vor permite studiul proceselor ascunse din fizică, chimie și biologie, dezvăluind pentru prima dată modul în care natura funcționează în cele mai rapide și mai greu de observat momente ale sale”, a adăugat Kaminer.
Ştiri video recomandate
