Vova Krasen
0 
1903
94
Światło przemieszcza się z prędkością 300 000 mil na sekundę (300 milionów metrów na sekundę) i uważa się, że wyznacza niezrównane ograniczenie prędkości we wszechświecie. Ale jak naprawdę wygląda prędkość światła?
To może brzmieć jak absurdalne pytanie, ale badacze optycy z California Institute of Technology niedawno zbudowali najszybszy na świecie aparat, aby znaleźć odpowiedź. W nowym filmie opublikowanym na kanale The Slow Mo Guys na YouTube naukowcy z CalTech zademonstrowali możliwości aparatu, filmując wiązkę lasera przechodzącą przez butelkę mleka z prędkością około 100 miliardów klatek na sekundę. (Dla porównania, większość filmów jest kręcona z prędkością 24 klatek na sekundę.) [18 największych nierozwiązanych tajemnic fizyki]
W powstałym materiale fotony wyraźnie przebijają się przez mleko w postaci niebieskiej plamy, gdy laser przemieszcza się po ekranie od lewej do prawej. Cząsteczki mleka pomogły w rozproszeniu fotonów w wiązce lasera, podobnie jak obłoki kosmicznego pyłu rozpraszają światło z niewidocznych w inny sposób gwiazd. Według Peng Wanga, doktoranta CalTech, który zademonstrował kamerę w nowym filmie, światło przeszło przez całą długość butelki w około 2000 pikosekund, czyli 2 miliardowe części sekundy.
O dziwo, 100 miliardów klatek na sekundę to tylko ułamek tego, co jest w stanie uchwycić kamera CalTech. Aparat, znany jako T-CUP, został po raz pierwszy opisany w artykule z października 2018 roku w czasopiśmie Light: Science and Applications i podobno jest w stanie fotografować światło z prędkością 10 bilionów klatek na sekundę. Naukowcy opracowali T-CUP w wyraźnym celu filmowania ultrakrótkich impulsów laserowych z niesamowitą szczegółowością - innymi słowy, aby uchwycić prędkość światła.
Podczas gdy aparat w Twoim telefonie robi dwuwymiarowe zdjęcia, T-CUP jest rodzajem aparatu smugowego, który bardzo szybko rejestruje obrazy w jednym wymiarze. W przeciwieństwie do wcześniejszych kamer smugowych, które tworzą złożone obrazy światła poprzez rejestrowanie różnych poziomych warstw lasera w wielu impulsach laserowych, T-CUP jest w stanie zobrazować cały impuls laserowy w jednej klatce. Odbywa się to poprzez skierowanie wiązki lasera jednocześnie do dwóch różnych kamer, a następnie za pomocą programu komputerowego do łączenia dwóch obrazów.
Co jeszcze bardziej niezwykłe, naukowcy mogą wkrótce przekroczyć moc T-CUP dzięki kamerze zdolnej do nagrywania 1 biliarda klatek na sekundę, według Lihong Wanga, profesora CalTech i jednego z wynalazców aparatu. Kamery tak szybko mogą pewnego dnia znaleźć się w badaniach medycznych, powiedział Wang The Slow Mo Guys w kolejnym filmie. Pozwoliłoby to naukowcom na obrazowanie żywej tkanki ludzkiej (w tym mózgu) z niespotykaną dotąd szczegółowością. Radzimy ci, abyś miał oczy otwarte na więcej aktualizacji - ale i tak prawdopodobnie nie jesteś wystarczająco szybki, aby je zobaczyć.
Uwaga edytora: ten artykuł został zaktualizowany, aby pokazać, że 2 nanosekundy to 2 miliardowe części sekundy.
Pierwotnie opublikowano w dniu .
- Wacky Physics: Najfajniejsze małe cząsteczki w przyrodzie
- Galeria: Poszukiwanie bozonu Higgsa
- Twisted Physics: 7 oszałamiających odkryć