Ao fazer isso, os pesquisadores puderam confirmar uma previsão da década de 1970 de que a velocidade desses pontos excede a velocidade da luz, detalha Phys.org.
Os pontos escuros são pequenos "buracos" na estrutura das ondas de luz, onde a amplitude cai para zero. Na física, são chamados de vórtices. Eles são, na essência, pontos de escuridão completa embutidos na estrutura da onda. Tais vórtices não são incomuns na natureza: estruturas semelhantes podem ser encontradas nas ondas oceânicas, nos fluxos de ar e na vida cotidiana, como quando misturamos café ou a água escorre pela pia formando mini vórtices.
Já na década de 1970, os físicos previram um efeito surpreendente: estes vórtices podiam se mover mais rápido do que as ondas em que existiam. Imagine um vórtice de água em um rio que ultrapassa o fluxo de água ao seu redor, da mesma forma, esses "pontos escuros" se comportam na onda de luz. Apesar do aparente paradoxo, isso não contradiz a teoria de Einstein: a velocidade da luz no vácuo limita os objetos materiais e o transporte de energia ou informação. Os vórtices não têm massa e não transmitem energia.
Pesquisadores do Technion relataram a conquista, tornada possível pelo sistema microscópico único do Centro de Microscopia Eletrônica do Instituto. Eles integraram um sistema a laser com um módulo optomecânico e um microscópio eletrônico, proporcionando uma resolução espacial e temporal sem precedentes, suficiente para observar os movimentos dos vórtices de luz em escalas nanométricas e nanossegundos.
Para o experimento, foi utilizado um material específico (hBN), preparado pelo professor Hanan Herzig Sheinfux da Universidade de Bar-Ilan. Nele, as ondas de luz são transformadas em um polaríton, um híbrido de luz e oscilações acústicas que se move cerca de 100 vezes mais lento que a velocidade da luz. Estas ondas "lentas" criam condições em que os vórtices podem "ultrapassar" a própria luz.
Os cientistas observaram não apenas o movimento direto dos vórtices, mas também sua interação complexa entre si. Vórtices podem colidir, mudar de direção e até se fundir temporariamente, criando mini estruturas dentro da onda.
"A nossa descoberta revela leis universais da natureza compartilhadas por todos os tipos de ondas, desde aquelas que contêm som e fluxos de fluidos até sistemas complexos como supercondutores", disse o professor Ido Kaminer.
O método de interferometria eletrônica desenvolvido pela equipe permite, pela primeira vez, observar em tempo real os minúsculos processos nos materiais estudados. Isso abre uma janela para um mundo de fenômenos dinâmicos em nanoescala antes inacessíveis a qualquer ferramenta.