Представьте реку: вода течёт в одну сторону, а волна на её поверхности движется в противоположную. Этот парадокс — ключ к пониманию поведения света в гиперболических материалах. В них энергия световой волны и её волновые фронты расходятся в разных направлениях, что разрушает фокусировку и не даёт создать чёткую линзу. Физики нашли способ обуздать этот хаос, обратившись к геометрии пространства-времени из специальной теории относительности, сформулированной Альбертом Эйнштейном на основе преобразований Хендрика Лоренца. Оказалось, что если интерпретировать оптические свойства материала как метрику — математический объект, описывающий искривления и расстояния в пространстве-времени, — а скорость света принять за фундаментальную константу, то хаотичное поведение волн упорядочивается.

Исследователи вывели универсальные формулы, позволяющие проектировать линзы, которые фокусируют свет с точностью, преодолевающей естественное размытие — так называемый дифракционный предел, присущий любой обычной оптике. В результате такая линза способна различать детали в сотни раз мельче длины волны — вообразите лупу, которая читает текст, выгравированный на отдельном атоме. В рамках эксперимента была смоделирована плоская линза для среднего инфракрасного диапазона, работающая на поляритонах — квантовых колебаниях кристаллической решётки, где свет и вещество ведут себя как единое целое.