Światło przemieszcza się z prędkością 186 000 mil na sekundę (300 milionów metrów na sekundę) i uważa się, że ustanawia niedoścignione ograniczenie prędkości we wszechświecie. Ale jak faktycznie wygląda prędkość światła?
Może to zabrzmieć jak śmieszne pytanie, ale badacze optyczni z California Institute of Technology niedawno zbudowali najszybszy aparat na świecie, aby znaleźć odpowiedź. W nowym filmie opublikowanym na kanale The Slow Mo Guys na YouTube badacze CalTech zademonstrowali możliwości swoich aparatów, filmując wiązkę laserową przechodzącą przez butelkę mleka z prędkością około 100 miliardów klatek na sekundę. (Dla porównania większość filmów jest nagrywana z prędkością 24 klatek na sekundę).
Na powstałym materiale fotony wyraźnie przechodzą przez mleko w niebieskiej plamie, gdy laser przemieszcza się po ekranie od lewej do prawej. Cząsteczki mleka pomogły rozproszyć fotony w wiązce laserowej, podobnie jak chmury kosmicznego pyłu rozpraszają światło z niewidzialnych gwiazd. Według Peng Wanga, doktora habilitowanego CalTech, który zademonstrował kamerę w nowym filmie, światło przeszło przez butelkę przez około 2000 pikosekund, czyli 2 miliardowe sekundy.
O dziwo, 100 miliardów klatek na sekundę to tylko ułamek tego, co aparat CalTech jest w stanie zarejestrować. Aparat znany jako T-CUP został po raz pierwszy opisany w artykule z października 2018 r. W czasopiśmie Light: Science and Applications i podobno jest w stanie sfotografować światło z prędkością 10 bilionów klatek na sekundę. Naukowcy opracowali T-CUP w celu wyraźnego filmowania ultrakrótkich impulsów laserowych z niewiarygodnymi szczegółami - innymi słowy, aby uchwycić prędkość światła.
Podczas gdy aparat w telefonie wykonuje 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 wycinków lasera za pomocą wielu impulsów laserowych, T-CUP jest w stanie zobrazować cały impuls laserowy w pojedynczej ramce. Odbywa się to poprzez skierowanie wiązki lasera jednocześnie na dwie różne kamery, a następnie połączenie programu za pomocą programu komputerowego.
Co jeszcze bardziej godne uwagi, naukowcy mogą wkrótce być w stanie przekroczyć moc T-CUP za pomocą kamery, która może rejestrować 1 biliard klatek na sekundę, według Lihonga Wanga, profesora CalTech i jednego z wynalazców aparatu. Kamery tak szybko mogą pewnego dnia przejść do badań medycznych, Wang powiedział The Slow Mo Guys w kolejnym filmie. Umożliwiłoby to naukowcom wyobrażenie żywej tkanki ludzkiej (w tym mózgu) z niespotykanymi szczegółami. Powiemy ci, abyś miał oczy otwarte na kolejne aktualizacje - ale prawdopodobnie nie jesteś wystarczająco szybki, aby je zobaczyć.
Uwaga edytora: artykuł został zaktualizowany, aby pokazać, że 2 nanosekundy odpowiadają 2 miliardowym części sekundy.
