В привычной картине мира событие — это точка на карте пространства-времени: «здесь и сейчас», без размера и внутреннего устройства. Но что, если событие можно не просто отметить, а придать ему форму — как капле воды, которая собирается в шарик или закручивается в воронку?

В нелинейных фотонных кристаллах — искусственных периодических структурах, где свойства среды зависят от интенсивности света, — удалось создать именно такие объекты. Специальная структура кристалла подавляет свободное распространение волн: возникает полная энергетическая щель, то есть диапазон запрещённых состояний, в котором свет не может просто уйти. Из-за эффекта самофокусировки — нелинейного явления, при котором интенсивный свет изменяет показатель преломления среды и фокусирует сам себя, — излучение собирается в компактный сгусток, локализованный и в пространстве, и во времени. Получается не точка, а крошечное облачко со своей геометрией.

Меняя симметрию системы, авторы получили два типа таких «событий»: мультипольные, похожие на цветок с лепестками поля, и вихревые, где фаза волны — параметр, описывающий положение волны в её цикле, — закручивается вокруг центра. Вихри оказались сложнее и «дороже» по затратам энергии, но их внутренняя структура надёжно отличает их от мультиполей. Расчёты показывают, что поперечный размер таких объектов — 30–60 микрометров, а длительность — 85–170 фемтосекунд. Это сравнимо с толщиной человеческого волоса и временем, за которое свет проходит расстояние в десятки микрон.

Исследование открывает путь к управлению светом в средах, чьи свойства быстро меняются во времени. Событие перестаёт быть просто меткой на часах — оно становится волновым объектом с контролируемыми внутренними степенями свободы. Там, где раньше видели только точку, теперь можно создать маленький вихрь.