在物理學的常識里，光速是宇宙中不可逾越的終極限速。然而，最近的一項科學發現挑戰了人們的直覺：研究人員首次觀測到，光波之中的一些「空洞」居然可以跑得比光本身還要快。
這些空洞在學術上被稱為相位奇異點或光學渦旋。早在1970年代，科學家就預測過這種現象。這就好比河流里的旋渦，其移動速度有時會超過周圍流動的河水，光波里的旋渦同樣也能「跑贏」光。
雖然這聽起來像是打破了相對論，但愛因斯坦的理論其實安然無恙。相對論限制的是質量、能量或信息的傳輸速度，而這些光波里的旋渦既沒有質量，也不攜帶能量或信息。它們的移動源於光波幾何結構的演變，而不是實體物質在空間中的物理運動。
長期以來，捕捉這一現象極其困難，因為一切都發生得太快、太微小了。以色列理工學院的物理學家Ido Kaminer和他的團隊通過電子顯微鏡技術的突破，終於看清了這一過程。
光學渦旋的形成非常有趣。光既具有粒子性也具有波動性，當光波在行進中像開瓶器一樣扭轉時，在扭轉的最中心點，光會相互抵消，留下一個強度為零的黑點，這就是光里的「空洞」。當兩個帶有相反特徵的奇異點相互靠近並準備湮滅時，它們的運動路徑會迫使它們劇烈加速，在消失前的瞬間突破光速。
為了看清這個瞬間，團隊在一種名為六方氮化硼的二維材料上進行了實驗。這種材料能產生名為聲子極化激元的光波，它結合了光與原子的振動，移動速度比純光慢得多，且能被緊緊束縛在材料表面。這讓研究人員能夠精細地追蹤這些渦旋的每一個動作。
實驗的另一個關鍵是特製的超高速電子顯微鏡，它的時間解像度達到了驚人的3千萬億分之一秒。研究人員通過堆疊數百張圖像，製作出了渦旋運動的延時攝影。影像清晰地顯示，這些渦旋在飛速碰撞的過程中，確實短暫達到了超光速。
Ido Kaminer表示，這一發現不僅適用於光，還揭示了從聲波、流體到複雜超導體等所有波動系統共有的自然規律。這種創新的顯微技術為科學界提供了一個強大的工具，讓我們能夠首次窺見自然界中那些最快、最難以捉摸的微觀瞬間。
