Buzz
Mặc dù vậy, hiện tượng này không mâu thuẫn với lý thuyết tương đối của Einstein.
Một nhóm các nhà vật lý đã ghi nhận một hiện tượng độc đáo trong ánh sáng: có những cấu trúc bên trong nó có thể di chuyển với vận tốc vượt quá tốc độ của ánh sáng. Tuy nhiên, kết quả này không phá vỡ các định lý vật lý hiện đại, mà trái lại, nó giúp làm sáng tỏ thêm cách ánh sáng hoạt động ở cấp độ vi mô.
Hiện tượng này liên quan đến các ‘xoáy quang học’ (optical vortices), hay còn gọi là những ‘lỗ tối’ trong ánh sáng. Đây là những điểm mà cường độ ánh sáng triệt tiêu hoàn toàn, hình thành khi sóng ánh sáng bị xoắn trong quá trình lan truyền. Mặc dù ánh sáng nhìn bằng mắt thường có vẻ đồng nhất, thực tế nó lại chứa đựng rất nhiều cấu trúc phức tạp, tương tự như các dòng chảy trong chất lỏng.
Kể từ những năm 1970, các nhà khoa học đã dự đoán rằng các xoáy này có thể di chuyển nhanh hơn cả sóng ánh sáng xung quanh chúng, tương tự như một xoáy nước trong dòng sông có thể di chuyển nhanh hơn dòng chảy tổng thể. Tuy nhiên, việc quan sát hiện tượng này gặp rất nhiều khó khăn vì nó xảy ra ở quy mô cực nhỏ và trong khoảng thời gian cực ngắn.
Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã vượt qua giới hạn này bằng cách sử dụng kính hiển vi điện tử tốc độ cao kết hợp với một vật liệu đặc biệt, boron nitride dạng hai chiều. Vật liệu này giúp tạo ra các dạng sóng lai giữa ánh sáng và dao động nguyên tử, làm chậm và ‘nén’ ánh sáng lại, từ đó tạo ra các mẫu giao thoa chứa nhiều xoáy quang học có thể theo dõi chi tiết.
Bằng cách ghi lại hàng trăm hình ảnh với độ trễ thời gian cực nhỏ và ghép lại thành chuỗi chuyển động, nhóm nghiên cứu đã tái hiện được quá trình các xoáy này di chuyển, tiến lại gần nhau và triệt tiêu. Trước khi biến mất, vận tốc của chúng có thể đạt mức vượt qua tốc độ ánh sáng trong chân không.
Tuy nhiên, hiện tượng này không vi phạm thuyết tương đối. Nguyên nhân là vì các xoáy quang học không mang theo vật chất, năng lượng hay thông tin. Chuyển động ‘siêu ánh sáng’ ở đây thực chất chỉ là sự thay đổi về hình học của cấu trúc sóng, chứ không phải sự di chuyển vật lý của một đối tượng trong không gian.
Thiết bị được dùng để tạo ra và ghi lại các xoáy quang học.
Theo Ido Kaminer, nhà vật lý tham gia nghiên cứu, phát hiện này chỉ ra rằng những quy luật chung có thể áp dụng cho nhiều loại sóng khác nhau, từ âm thanh, chất lỏng đến các hệ vật lý phức tạp như siêu dẫn. Đồng thời, phương pháp quan sát mới cũng mở ra cơ hội theo dõi các hiện tượng cực nhanh ở cấp độ nano, những điều trước đây gần như không thể ghi nhận trực tiếp.
Nghiên cứu hiện tại chỉ được thực hiện trong môi trường hai chiều, và bước tiếp theo là mở rộng sang các hệ phức tạp hơn để hiểu rõ hơn về hành vi của những cấu trúc này. Mặc dù còn nhiều câu hỏi cần giải đáp, kết quả này chỉ ra một điều quan trọng: ngay cả trong những giới hạn tưởng chừng tuyệt đối như tốc độ ánh sáng, vẫn tồn tại những hiện tượng đặc biệt – miễn là chúng không mang theo thông tin hay năng lượng.
