Ultrabrza Kamera Prvi Put Snima „Sonic Booms“ Svjetla

{h1}

Kao što zrakoplovi koji lete nadzvučnim brzinama stvaraju zvučne konike u obliku konusa, svjetlosni impulsi mogu iza sebe ostaviti konusne budne svjetlosti. Sada je vrlo brza kamera snimila prvi video snimak tih događaja.

Kao što zrakoplovi koji lete nadzvučnim brzinama stvaraju zvučne konike u obliku konusa, svjetlosni impulsi mogu iza sebe ostaviti konusne budne svjetlosti. Sada je vrlo brza kamera snimila prvi video snimak tih događaja.

Nova tehnologija korištena za to otkriće mogla bi jednog dana omogućiti znanstvenicima pomoć u gledanju neurona kako pucaju i slikaju živu aktivnost u mozgu, kažu istraživači. [Jezivo! Top 10 neobjašnjivih pojava]

Znanost iza tehnologije

Kad se objekt kreće zrakom, on gura zrak ispred sebe, stvarajući tlačne valove koji se kreću brzinom zvuka u svim smjerovima. Ako se objekt kreće brzinom jednakom ili većom od zvuka, on nadmašuje te tlačne valove. Kao rezultat toga, valovi pritiska iz ovih ubrzavajućih objekata gomilaju se jedan na drugog kako bi stvorili udarne valove poznate kao zvučni strijeli, slični grmljavinom.

Zvučni nosači ograničeni su na stožaste krajeve poznate kao "Mach češeri" koji se protežu prvenstveno na stražnjoj strani nadzvučnih objekata. Slični događaji uključuju i lučne valove u obliku slova V koje brod može stvoriti kada putuje brže nego što se valovi koje gura na putu pomiču preko vode.

Prethodna su istraživanja sugerirala da svjetlost može stvoriti stožaste valove slične zvučnim pupovima. Sada su po prvi put znanstvenici zamislili ove neuhvatljive „fotonske Machove češljeve“.

Svjetlost putuje brzinom od oko 186.000 milja u sekundi (300.000 kilometara u sekundi) kada se kreće kroz vakuum. Prema Einsteinovoj teoriji relativnosti, ništa ne može putovati brže od brzine svjetlosti u vakuumu. Međutim, svjetlost može putovati sporije od svoje najveće brzine - na primjer, svjetlost se kreće kroz staklo brzinom od oko 60 posto njegove maksimalne. Zaista su prethodni eksperimenti usporili svjetlost više od milijun puta.

Činjenica da svjetlost može putovati brže u jednom materijalu nego u drugom pomogla je znanstvenicima u stvaranju fotonskih Mach konusa. Prvo, glavni autor studije Jinyang Liang, optički inženjer sa Sveučilišta Washington u St. Louisu, i njegovi kolege dizajnirali su uski tunel ispunjen suhom ledenom maglom. Taj tunel je probušen između ploča izrađenih od mješavine silikonske gume i praha aluminij-oksida.

Zatim su istraživači ispalili impulse zelene laserske svjetlosti - svaki u trajanju od samo 7 pikosekundi (trilijune sekunde) - niz tunel. Ti bi se impulsi mogli raštrkati u mrljama suhog leda unutar tunela, stvarajući svjetlosne valove koji bi mogli ući u okolne ploče.

Zeleno svjetlo koje su koristili znanstvenici putovalo je brže u tunelu nego što je bilo u pločama. Kao takav, dok se laserski impuls kretao niz tunel, ostavio je iza ploče konus sporije prelazećih svjetlosnih valova koji su se prekrivali.

Korištenje a

Koristeći "streak kameru", znanstvenici su prvi put zamislili stožastu svjetlost u obliku konusa, nazvanu fotonski Mach konus.

Zasluge: Liang i sur. Sci. Adv.2017 3: e1601814

Streak kamera

Kako bi snimili video tih neuhvatljivih događaja raspršivanja svjetla, istraživači su razvili "streak kameru" koja je mogla snimati slike brzinom od 100 milijardi okvira u sekundi u jednom izlaganju. Ova nova kamera zabilježila je tri različita pogleda na taj fenomen: jedan koji je stekao izravnu sliku prizora i dva koji su bilježili vremenske informacije o događajima kako bi znanstvenici mogli rekonstruirati ono što se dogodilo kadrovski. U osnovi, oni "postavljaju različite crtične kodove na svaku pojedinačnu sliku, tako da čak i ako se tijekom prikupljanja podataka svi pomiješaju, možemo ih riješiti", rekao je Liang u intervjuu.

Postoje i drugi slikovni sustavi koji mogu zabilježiti ultrabrze događaje, ali ti sustavi obično trebaju zabilježiti stotine ili tisuće izlaganja takvim pojavama prije nego što ih mogu vidjeti. Suprotno tome, novi sustav može snimati iznimno brze događaje sa samo jednom izloženošću. To je podložno snimanju složenih, nepredvidivih događaja koji se možda neće ponoviti na potpuno isti način svaki put kad se dogode, kao što je to bio slučaj s fotonskim Mach konusima koje su zabilježili Liang i njegovi kolege. U tom slučaju, sićušne mrlje koje su raspršile svjetlost kretale su se nasumično.

Istraživači su rekli kako bi se njihova nova tehnika mogla pokazati korisnom u snimanju ultrabrzih događaja u složenom biomedicinskom kontekstu kao što su živa tkiva ili tekuća krv. "Naš je fotoaparat dovoljno brz da gleda neurone kako pucaju i slikaju promet uživo u mozgu", rekao je Liang za WordsSideKick.com. "Nadamo se da ćemo moći upotrijebiti naš sustav za proučavanje neuronskih mreža da bismo shvatili kako mozak funkcionira."

Znanstvenici su svoja otkrića detaljno objavili na mreži 20. siječnja u časopisu Science Advances.

Izvorni članak o WordsSideKick.com.


Video Dodatak: .




Istraživanje


Robert Waterston
Robert Waterston

Novi Uređaj Spider-Man Mogao Bi Pustiti Ljude Da Zidaju Zidove
Novi Uređaj Spider-Man Mogao Bi Pustiti Ljude Da Zidaju Zidove

Znanost Vijesti


Znak Za Otmicu Krava Iz 1897. Godine
Znak Za Otmicu Krava Iz 1897. Godine

Boja Tanjura Može Pojačati Okus Hrane
Boja Tanjura Može Pojačati Okus Hrane

Googleove
Googleove "Ratne Igre" Pripremite Se Za Olimpijske Igre Hakeri

Misterija Riješena: Kako Je Aleksandar Veliki Porazio Gumu
Misterija Riješena: Kako Je Aleksandar Veliki Porazio Gumu

Krivite Methane Za Morske Kratere, Ali Ne I Za Bermudski Trokut
Krivite Methane Za Morske Kratere, Ali Ne I Za Bermudski Trokut


HR.WordsSideKick.com
Sva Prava Pridržana!
Umnožavanje Bilo Koje Materijale Dozvoljen Samo Prostanovkoy Aktivni Link Na Stranicu HR.WordsSideKick.com

© 2005–2020 HR.WordsSideKick.com