以色列理工學院（Technion-Israel Institute of Technology）的研究團隊在電子顯微鏡領域取得重大突破。他們首次提供光波內「暗點」的直接實驗證據。這些發現刊登於《Nature》期刊，證實了數十年來的理論預測，即這些點——又稱光學渦旋——在特定條件下可移動速度超過光速。 研究由 Ido Kaminer 教授領導，團隊包括來自 MIT、Harvard 和 Stanford 等機構的跨學科科學家及國際合作者。
發現核心在於光波內微小區域，強度降至零。這些區域稱為渦旋或「零點」，宛如嵌入波結構的空洞。類似渦旋圖案常見於日常現象，如旋渦水流或氣流，但在光波中的存在及其異常運動，長期吸引物理學家關注。此類渦旋超光速移動的概念最早於 1970 年代提出，直至如今才獲實驗驗證。 乍看之下，此現象似違反相對論，光速為宇宙速度極限。但研究團隊澄清，此原則僅適用於具質量物體及攜帶能量或資訊的訊號。
這些渦旋不具此特性，僅為波內零強度點，故超光速運動不違反基本物理定律。
先進實驗裝置捕捉現象
為觀測此現象，團隊於以色列理工學院電子顯微鏡中心開發先進實驗裝置。結合雷射系統、專用電子顯微鏡及精密光機配置，實現前所未有的空間與時間解析度，從而精準追蹤暗點快速運動。實驗選用六方氮化硼（hBN）材料，此介質中光行為異常，形成稱為極化激元的混合激發——常被形容為「光聲波」，傳播速度遠低於真空光速。此減速效應創造條件，讓渦旋看似超光速「跳躍」穿越波面。 此發現不僅驗證長期理論預測，更揭示適用於多種波系統的基本原理，從流體動力學至量子材料。
尤為重要的是，它引入強大新方法研究超快及奈米尺度現象。透過追蹤渦旋，科學家可繪製先前過快或過細微而難直接觀測的過程。此突破或影響先進顯微鏡、奈米光子學、超導體及量子資訊科學等多領域，讓研究者能視覺化並分析自然界最短暫互動，從而深入洞察複雜物理系統在最小最快尺度下的行為。
