Fizik dünyasında uzun yıllardır teorik olarak tartışılan bir konu, son yapılan çığır açıcı deneylerle aydınlığa kavuştu. Bilim insanları, ışık dalgalarının içerisinde oluşan ve 'faz tekilliği' olarak adlandırılan karanlık boşlukların, ışığın kendisinden daha hızlı hareket edebildiğini kanıtladı. Işığın saniyede 299.792.458 metre hızla evrendeki en yüksek hız sınırına sahip olduğu bilinse de, bu yeni keşif fizik kurallarını ihlal etmeden karanlığın bu sınırı aşabildiğini gösteriyor.
IŞIK HIZININ SINIRLARI VE KARANLIĞIN DOĞASI
Kütlesi olan herhangi bir cismi hızlandırmak için büyük bir enerjiye ihtiyaç duyulur. Bugüne kadar insan yapımı en hızlı nesne olan Parker Güneş Sondası saniyede yaklaşık 192 bin metre hıza ulaşabilmiş olsa da, bu değer ışık hızının çok gerisinde kalmaktadır. Görelilik kuramına göre, bir nesnenin ışık hızına yaklaşması muazzam bir enerji gerektirir ve hiçbir bilgi veya sinyal ışıktan daha hızlı hareket edemez. Çünkü ışıktan daha hızlı bir hareket, fizikteki neden-sonuç ilişkisini temelinden sarsar.
Ancak bilim insanlarının incelediği 'karanlık', uzayda ilerleyen fiziksel bir parçacık veya sinyal değildir. Bu durum, dalgaların birbirini sönümlemesiyle ortaya çıkan ve fazın belirsizleştiği noktalar olan optik tekilliklerden kaynaklanmaktadır. Karanlık; kütle, enerji veya herhangi bir bilgi taşımadığı için evrensel hız sınırlarını teknik olarak ihlal etmeden ışıktan daha hızlı bir şekilde yer değiştirebilir.
ULTRA HIZLI MİKROSKOPLARLA YAPILAN TARİHİ ÖLÇÜM
Bu teorik öngörüyü somutlaştırmak isteyen araştırma ekibi, optik tekilliklerin oluşumunu ve hareketini gözlemleyebilmek adına altıgen bor nitrürden yapılmış özel bir zar düzeneği kullandı. Sıradan optik araçlarla tespit edilemeyecek kadar küçük ve hızlı olan bu değişimleri izleyebilmek için, alanın genliğini kare kare yeniden oluşturan serbest elektron Ramsey görüntüleme tekniği ve ultra hızlı iletim elektron mikroskobu devreye sokuldu.
Bor nitrür zarının içinde ışık, atomların titreşimleriyle birleşerek "fonon polaritonları" adı verilen hibrit dalgalar oluşturdu. Daha yavaş hareket eden bu dalgalar sayesinde araştırmacılar, ışık dalgasının geometrik haritasını çıkararak içindeki karanlık sıfır noktalarını tespit etmeyi başardı. Ölçümler, yok oluştan hemen önce bu karanlık tekilliklerin ışık hızını 1,04 kat aşacak şekilde hızlandığını net bir biçimde ortaya koydu.
BİLİM DÜNYASI İÇİN BU KEŞİF NE ANLAMA GELİYOR?
Karanlığın ışıktan daha hızlı hareket edebildiğinin kanıtlanması, sadece teorik fiziğin merak uyandıran bir bulmacasının çözülmesi anlamına gelmiyor. Bu araştırmanın temelindeki en büyük başarı, bu kadar küçük ve hızlı olayları ölçebilecek gelişmiş bir mikroskopi düzeneğinin ve metodolojisinin geliştirilmiş olmasıdır. Bilim insanları, bu yeni teknik sayesinde süper iletkenlerde, akışkan dinamiklerinde, akustik dalgalarda ve biyolojik sistemlerde daha önce gözlemlenemeyen nano ölçekli topolojik süreçleri haritalandırabileceklerine inanıyor. Fizik, kimya ve biyoloji alanlarında daha önce ulaşılamayan zaman ölçeklerindeki gizemlerin çözülmesi için devasa bir kapı aralanmış oldu.
Sonuç olarak, yapılan bu eşsiz deney Einstein'ın genel ve özel görelilik teorilerini sarsmıyor veya geçersiz kılmıyor. Evrenin temel anlayışı hala aynı temeller üzerinde yükseliyor; hiçbir maddi varlık ve bilgi ışık hızını geçemez. Ancak evren, fiziksel bir karşılığı olmayan "yokluğun" veya karanlığın, etrafını saran ışıktan daha hızlı yer değiştirmesine olanak tanıyan büyüleyici bir inceliğe sahip olduğunu bir kez daha kanıtlıyor. Bu yenilikçi yaklaşım, elektron mikroskopisi alanında da yeni donanımların geliştirilmesine önayak olacak.
