https://frosthead.com

Teadlased hõivavad valguse helilise buumi

Enamik inimesi on helipommidega tuttavad, isegi kui nad ei tea täpselt, kuidas need töötavad. NASA selgitab, et õhk reageerib nagu vedelik objektidele, mis liiguvad kiiremini kui heli kiirus. See kiire objekt sunnib ümbritsevad õhumolekulid kiiresti kokku, põhjustades lainekujulist õhurõhu muutust, mis levib Machi koonuseks kutsutud koonuses nagu paadi toimumine. Kui lööklaine läbib maapinnal asuvat vaatlejat, tekitab õhurõhu muutus helisignaali.

Varasemad uuringud näitasid, et valgus võib tekitada ka sarnaseid koonusekujulisi ärkamisi, mida nimetatakse "footoniliseks Mach-koonuseks", vahendab Charles Q. Choi LiveScience'is . Kuid neil polnud võimalust seda testida. Nüüd on St. Louisi Washingtoni ülikooli teadlased välja töötanud ülikiire kaamera, mis suudab tegelikkuses kerge buumi tabada.

Choi teatas, et optikainsener Jinyang Liang ja tema kolleegid tulistasid kuiva jää suitsuga täidetud tunneli kaudu rohelist laserit. Tunneli sisemus oli ümbritsetud silikoonkummist ja alumiiniumoksiidipulbrist valmistatud plaatidega. Idee oli selles, et kuna valgus liigub erinevate materjalide kaudu erineva kiirusega, aeglustavad plaadid laservalgust, mis jätab koonusekujulise valguse.

Ülikiire kaamera abil kujutasid teadlased valguse hajumist erinevates materjalides edukalt. Krediit: teaduse areng

Ehkki nutikad, ei olnud see seadistus uuringu täht - teadlased arendasid sündmuse jäädvustamiseks "triibukaamerat". Choi teatas, et kadudeta kodeerimisega kokkusurutud ülikiire fotograafia (LLE-CUP) fotograafiatehnika suudab ühe säritusega jäädvustada 100 miljardit kaadrit sekundis, võimaldades teadlastel ülikiireid sündmusi. Kaamera töötas, jäädvustades esimest korda laseriga loodud valguskoonuse pilte. Tulemused ilmuvad ajakirjas Science Advances.

„Meie kaamera erineb tavalisest kaamerast, kus teete lihtsalt hetktõmmise ja salvestate ühe pildi: meie kaamera töötab kõigepealt kõigi dünaamiliste sündmuste piltide jäädvustamisega ühe hetktõmmisena. Ja siis rekonstrueerime need ükshaaval, ”räägib Liang New Scientisti lektor Leah Crane'ile .

See uus tehnoloogia võiks avada ukse mõnele revolutsioonilisele uuele teadusele. "Meie kaamera on piisavalt kiire, et jälgida neuronite tulekahjusid ja kuvada aju reaalajas toimuvat liiklust, " räägib Liang Choile. "Loodame, et saame kasutada oma süsteemi närvivõrkude uurimiseks, et mõista, kuidas aju töötab."

Tegelikult võib LLE-CUP olla neuronite jälgimiseks liiga võimas. "Ma arvan, et meie kaamera on tõenäoliselt liiga kiire, " räägib Liang Kastalia Medrano-le Inverse . Nii et kui tahame seda teha, saame seda aeglustamiseks muuta. Kuid nüüd on meil kujutise modaalsus miilide ees, nii et kui tahame kiirust vähendada, saame seda teha. ”

Liang ütleb Kraanale, et seda tehnoloogiat saab kasutada koos olemasolevate kaamerate, mikroskoopide ja teleskoopidega. Crane väidab, et see võimaldab mitte ainult vaadata selliste asjade toimimist nagu neuronid ja vähirakud, vaid ka seda, et uurida valguse muutusi objektides nagu supernoova.

Teadlased hõivavad valguse helilise buumi