Темнота быстрее света: физики подтвердили теорию 50-летней давности

Свет можно представить не только как луч, но и как волну. У волны есть гребни, впадины и амплитуда. Когда несколько волн накладываются друг на друга, они могут гасить друг друга в отдельных точках. В такой точке амплитуда становится нулевой. Света там нет. Это темная область внутри светового поля. Физики называют её фазовой сингулярностью или оптическим вихрем.

В 1970-х годах появилась теория: такие тёмные точки могут двигаться быстрее самой световой волны. Не материя, не энергия и не информация — только геометрическая структура поля, точка, где волна погасила сама себя. Но проверить это экспериментально не удавалось: процессы слишком быстрые и слишком мелкие.

В 2026 году команда физиков из Техниона — Израильского технологического института — впервые напрямую измерила движение таких точек. И подтвердила: при определённых условиях они действительно движутся быстрее волны. Исследование опубликовано в Nature. Ограничение Альберта Эйнштейна не нарушено: специальная теория относительности запрещает превышать скорость света только для материи, энергии и сигнала. Геометрический узор внутри волны — не сигнал.

Чтобы увидеть эффект, учёные использовали гексагональный нитрид бора — материал, в котором свет превращается в гибридные волны — фонон-поляритоны. Это электромагнитные волны, связанные с колебаниями атомной решётки. Они распространяются в сто раз медленнее света в вакууме. Это замедление сделало ультрабыстрые процессы измеримыми.

Внутри этого материала волны накладывались друг на друга, гасили себя в отдельных точках, и эти точки — тёмные сингулярности — двигались. Иногда они рождались парами, сближались и исчезали. В момент рождения и уничтожения их видимая скорость превышала скорость самой волны.

Простая аналогия — тень от быстро движущегося предмета. Если провести фонарём по далёкой стене, пятно света пробежит по поверхности быстрее скорости света. Но это не значит, что информация передалась быстрее: каждый участок стены освещался своим лучом. В новом эксперименте вместо пятна света двигалась темнота внутри волны, не неся ни энергии, ни сигнала.

Теория 1970-х годов о сверхсветовых оптических сингулярностях подтверждена экспериментально. Явление, которое десятилетиями существовало только в расчётах, теперь можно наблюдать в лаборатории. Если в материале, где свет замедлен в сто раз, темнота обгоняет свет, то какие ещё волновые аномалии скрываются в других средах, дожидаясь, когда их измерят? И не ждёт ли физику новая серия открытий, когда учёные научатся управлять этими тёмными точками?