Większość ludzi zna boom dźwiękowy, nawet jeśli nie wie dokładnie, jak działają. NASA wyjaśnia, że powietrze reaguje jak płyn na obiekty poruszające się szybciej niż prędkość dźwięku. Ten szybki obiekt gwałtownie zmusza otaczające molekuły powietrza do siebie, powodując falową zmianę ciśnienia powietrza, które rozprzestrzenia się w stożku zwanym stożkiem Macha, jak po łodzi. Gdy fala uderzeniowa przechodzi nad obserwatorem na ziemi, zmiana ciśnienia powietrza powoduje boom dźwiękowy.
Poprzednie badania sugerowały, że światło może również wytwarzać podobne przebudzenia w kształcie stożka, zwane „fotonicznym stożkiem Macha”, donosi Charles Q. Choi z LiveScience . Ale nie mieli sposobu na przetestowanie tego pomysłu. Teraz naukowcy z Washington University w St. Louis opracowali ultraszybką kamerę, która potrafi uchwycić boom świetlny w akcji.
Choi informuje, że inżynier optyczny Jinyang Liang i jego koledzy wystrzelili zielony laser przez tunel wypełniony dymem z suchego lodu. Wnętrze tunelu otoczone było płytami wykonanymi z gumy silikonowej i proszku z tlenku glinu. Pomysł polegał na tym, że ponieważ światło przemieszcza się z różną prędkością przez różne materiały, płytki spowalniają światło lasera, pozostawiając światło w kształcie stożka.
Za pomocą ultraszybkiej kamery naukowcy z powodzeniem zobrazowali rozproszenie światła w różnych materiałach. Źródło: Postęp naukowyChoć sprytne, ta konfiguracja nie była gwiazdą badania - była to „smuga” kamera, którą naukowcy opracowali, aby uchwycić to wydarzenie. Choi donosi, że technika fotograficzna, zwana ultraszybką, skompresowaną fotografią bezstratną (LLE-CUP), może zarejestrować 100 miliardów klatek na sekundę podczas pojedynczej ekspozycji, umożliwiając naukowcom uchwycenie ultraszybkich zdarzeń. Aparat działał, rejestrując po raz pierwszy zdjęcia stożka światła utworzonego przez laser. Wyniki pojawiają się w czasopiśmie Science Advances.
„Nasz aparat różni się od zwykłego aparatu, w którym po prostu robisz migawkę i nagrywasz jedno zdjęcie: nasz aparat najpierw rejestruje wszystkie zdjęcia zdarzenia dynamicznego w jednej migawce. A potem je odtwarzamy, jeden po drugim - mówi Liang Leah Crane z New Scientist .
Ta nowa technologia może otworzyć drzwi do nowej, rewolucyjnej nauki. „Nasza kamera jest wystarczająco szybka, aby obserwować strzelanie neuronów i obrazowanie ruchu na żywo w mózgu”, mówi Liang Choi. „Mamy nadzieję, że możemy wykorzystać nasz system do badania sieci neuronowych, aby zrozumieć, jak działa mózg”.
W rzeczywistości LLE-CUP może być zbyt silny, aby obserwować neurony. „Myślę, że nasz aparat jest prawdopodobnie zbyt szybki”, mówi Liang dla Kastalii Medrano z Inverse . „Więc jeśli chcemy to zrobić, możemy go zmodyfikować, aby spowolnić. Ale teraz mamy modalność obrazu, która jest mile przed nami, więc jeśli chcemy zmniejszyć prędkość, możemy to zrobić. ”
Technologię, mówi Liang, Crane, można używać z istniejącymi kamerami, mikroskopami i teleskopami. Crane donosi, że nie tylko może patrzeć na funkcjonowanie takich rzeczy jak neurony i komórki rakowe, może być również wykorzystywany do badania zmian światła w obiektach takich jak supernowa.
