Свет распространяется с так называемой световой скоростью только в вакууме. В воздухе, не говоря уже о менее прозрачных средах, эта скорость ниже. Её соотношение со световой в вакууме даёт показатель преломления в той или иной среде. Обычно он выше единицы: попросту говоря, свет в средах медленнее самого себя только сферического и в вакууме.

Но, как и у каждого хорошего правила, у этого тоже есть исключения. У метаматериалов показатель преломления может быть ниже единицы, и значительно. Хуже того, теперь учёным удалось создать такой метаматериал, в котором показатель преломления равен нулю.

А как же скорость света? Здесь нужно уточнить, какая, ибо, строго говоря, скорость распространения электромагнитных волн в среде, обладающей световой дисперсией, бывает фазовая и групповая. Фазовая скорость показывает соотношение частоты и длины волны света в прозрачной среде (λ = c/ν), демонстрируя скорость распространения именно волн той или иной частоты. Групповая же равна скорости распространения «группы волн» — то есть конкретной группы волн с довольно узким спектром. И первая, и вторая могут быть выше световой в вакууме, однако только таким образом, чтобы с их помощью нельзя было переносить информацию. Например, если групповая скорость световых волн выше с, то передний фронт импульса (данной группы волн) всё равно движется со скоростью меньше с, что спасает теорию относительности.

С фазовой скоростью, о которой идёт сейчас речь, всё примерно так же: монохроматическая (синусоидальная) волна бесконечна в пространстве-времени и не может быть модифицирована. Следовательно, с её помощью нельзя передать информацию. Следовательно... В общем, ОТО продолжает цвести и пахнуть, даже если фазовая скорость сверхсветовая.

Однако нынешний результат до некоторой степени первый в своём роде: бесконечная фазовая скорость света пока не достигалась ни разу.

Устройство состоит из прямоугольной плоскости с оптически прозрачной средой (стеклом) внутри из изолирующего диоксида кремния толщиной в 85 нм и длиной в 2 000 нм, заключённой в оболочку из серебра, которую свет не может преодолеть. В итоге получился вроде бы банальный волновод. Когда в него попадает свет, пик и провалы его волн накладываются, а на частоте выше частоты среза свет вообще перестаёт распространяться.

А вот на самой частоте среза всё гораздо интереснее. На ней весь волновод кажется наполненным светом; вместо волн с равномерно распределёнными пиками свет здесь состоял из пиков, двигающихся с бесконечно высокими скоростями, что просто не давало зарегистрировать «провалы».

Что за толк от такого устройства? Дело в том, что волны света на выходе из него являются полностью синхронизированными, и формой фазового фронта такого света можно управлять в очень широких пределах — достаточно изготовить из такого волновода своего рода антенну. Таким образом, из него можно сделать средство передачи информации от одной оптической микросхемы к другой (или внутри одной и той же). Более того, набор таких наноустройств может создать такой метаматериал, который в целом будет иметь нулевой показатель преломления. Его конкретные приложения могут быть самыми разными, подобно метаматериалам с отрицательным показателем преломления, отмечают исследователи, но на пути к его созданию лежит много практических трудностей…