Một nhóm nhà vật lý vừa ghi nhận một hiện tượng đặc biệt trong ánh sáng: có những cấu trúc bên trong nó có thể di chuyển với vận tốc vượt quá tốc độ ánh sáng. Tuy nhiên, kết quả này không phá vỡ các định luật vật lý hiện đại, mà ngược lại còn giúp làm rõ hơn cách ánh sáng vận hành ở cấp độ vi mô.
Hiện tượng được quan sát liên quan đến các “xoáy quang học” (optical vortices), hay còn gọi là những “lỗ tối” trong ánh sáng. Đây là các điểm mà cường độ ánh sáng triệt tiêu hoàn toàn, hình thành khi sóng ánh sáng bị xoắn trong quá trình lan truyền. Dù ánh sáng nhìn bằng mắt thường có vẻ đồng nhất, trên thực tế nó chứa nhiều cấu trúc phức tạp giống như các dòng chảy trong chất lỏng.
Từ những năm 1970, các nhà khoa học đã dự đoán rằng những xoáy này có thể di chuyển nhanh hơn chính sóng ánh sáng bao quanh chúng, tương tự như cách một xoáy nước trong dòng sông có thể di chuyển nhanh hơn dòng chảy tổng thể. Tuy nhiên, việc quan sát trực tiếp hiện tượng này gặp nhiều khó khăn do nó diễn 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 là boron nitride dạng hai chiều. Vật liệu này cho phép tạo ra các dạng sóng lai giữa ánh sáng và dao động nguyên tử, giúp làm chậm và “nén” ánh sáng lại, từ đó hình thành các mẫu giao thoa chứa nhiều xoáy quang học có thể theo dõi chi tiết.