Фазові сингулярності не переносять енергію чи інформацію і тому можуть "рухатися" з надсвітловою швидкістю, не порушуючи причинність
Швидкість світла у вакуумі вважається універсальною константою та суворою межею швидкості для всієї матерії у Всесвіті з того часу, як Альберт Айнштайн опублікував свою спеціальну теорію відносності у 1905 році. Однак правила існують для того, щоб їх порушувати. І міжнародна команда фізиків, схоже, знайшла саме таку лазівку: єдине, що рухається швидше за світло, як з'ясувалося, – це темрява.
Точніше кажучи, це роблять окремі темні плями, відомі як оптичні вихори або фазові сингулярності. Коли світлова хвиля поширюється у просторі, вона коливається та закручується – у центрі цього скручування піки та западини світлової хвилі скасовують одне одного, створюючи темні плями, які за певних умов випереджають саму світлову хвилю. Дослідження проводив фізик Ідо Камінер з Техніону – Ізраїльського технологічного інституту – та його колеги.
"Наше відкриття розкриває універсальні закони природи, спільні для всіх типів хвиль: від звукових хвиль і потоків рідини до складних систем, таких як надпровідники", – зазначив Камінер у своїй заяві. Це відкриття підтверджує прогноз, зроблений ще в 1970-х роках. Важливо, що ці вихори не несуть маси, енергії чи інформації, тому, на думку дослідників, вони не порушують законів Айнштайна. "Фазові сингулярності не переносять енергію чи інформацію і тому можуть "рухатися" з надсвітловою швидкістю, не порушуючи причинності", – пишуть фізики у своєму дослідженні, опублікованому минулого місяця в журналі Nature.
Для свого відкриття дослідники сконструювали унікальну мікроскопічну систему, яка дозволила їм спостерігати оптичні вихори в гексагональному нітриді бору – двовимірній формі кераміки, що може використовуватися для перетворення світла на квазічастинки, які є сумішшю світла та матерії й називаються поляритонами. Поляритони рухаються відносно повільно – приблизно в сто разів повільніше за швидкість світла. Завдяки такій швидкості команда змогла спостерігати, як протилежно заряджені сингулярності наближалися одна до одної та прискорювали одна одну до надсвітлових швидкостей, перш ніж вони анігілювали.
Техніка, використана для вимірювання швидкості сингулярностей, може відкрити шлях до вивчення інших крихітних і швидких явищ у фізиці, хімії та біології або, можливо, допомогти знайти нові способи кодування квантової інформації в матеріалах, вважають дослідники.
"Ми віримо, що ці інноваційні мікроскопічні техніки дозволять вивчати приховані процеси у фізиці, хімії та біології, вперше розкриваючи, як поводиться природа у свої найшвидші та найбільш невловимі моменти", – каже Камінер.
Adam Kovac
What’s faster than light? Darkness
Scientific American, 30.04.2026
03.05.2026