Vedcom sa podarilo prvýkrát zachytiť aerodynamický výbuch svetla

  • Vedcom sa prvýkrát podarilo natočiť svetlo vytvárajúce „aerodynamický tresk“, oficiálne známy aj ako fotonický Machov kužeľ. Použili na to nový typ ultra rýchlostnej kamery, ktorá dokáže zachytiť neuveriteľných bilión snímok za sekundu v jedinom zábere.
wowc_ifusa_16rotated-1024x680
  • Vedcom sa prvýkrát podarilo natočiť svetlo vytvárajúce „aerodynamický tresk“, oficiálne známy aj ako fotonický Machov kužeľ. Použili na to nový typ ultra rýchlostnej kamery, ktorá dokáže zachytiť neuveriteľných bilión snímok za sekundu v jedinom zábere.

Machov kužeľ vzniká, keď sa niečo pohybuje rýchlejšie ako vlny, ktoré daná vec vysiela. Častokrát sa to deje, keď lietadlo cestuje rýchlejšie, ako je rýchlosť zvuku, pričom vzniká extrémne hlasný tresk. Vedel si, že svetlo dokáže to isté?

Ako teda presne dochádza k fotonickému tresku? Na prvý pohľad sa môže zdať nemysliteľné až absurdné, že by svetlo mohlo mať Machov kužeľ. Koniec koncov, nič sa nedokáže pohybovať väčšou rýchlosťou, než je rýchlosť svetla vo vákuu, a to približne 300 000 kilometrov za sekundu.

No svetlo môže byť spomalené, a ako také môže rýchlejšie skĺznuť nejakým materiálom. Na základe toho bol tím vedcov schopný vytvoriť fotonický Machov kužeľ.

zdroj: metinmediamath.wordpress.com

V experimente tím vedcov, pod vedením optického inžiniera Jinyanga Lianga z Washingtonskej univerzity, vytvoril kanál medzi dvoma plátmi zo silikónu a práškového oxidu hlinitého. Medzeru vyplnili hmlou vyrobenou zo suchého ľadu, a potom s pomocou lasera vypaľovali 7 pikosekundové impulzy, ktoré rozptýlili suspendované častice.

Svetlo tak prešlo cez steny tunela pomalšie ako hmla, čo vytvorilo fotonický Machov kužeľ:

zdroj: sciencealert.com

Zatiaľ čo na zachytenie svetelného kužeľa boli použité aj iné metódy, toto je prvýkrát, kedy došlo k zachyteniu v reálnom čase. Na tento účel bol vytvorený úplne nový typ ultrarýchlej kamery.

Vysokorýchlostné video však nie je úplnou novinkou. V roku 2011 na Inštitúte technológií v Massachusetts bola vyvinutá kamera, ktorá dokáže zachytiť pulz svetla raziaci si cestu cez plastovú fľašu.

Použili technológiu s názvom „streak camera“, ktorá vytvára obraz takým spôsobom, že transformuje sekvencie do priestorových informácií. Tím nakrútil 500 snímok zachytených v bilióntine sekundy, ktoré zobrazujú rozptyl svetla prechádzajúceho cez fľašu.

Scéna s fľašou však musí byť opakovaná niekoľkokrát, aby sa získal dostatočný počet dát. To však nie je práve osožné, keďže sa jedná o zachytenie udalosti, ktorú nie je veľmi vhodné opakovať.

Namiesto toho, Liang a jeho tím našli spôsob, akým sa vyhnúť opakovaným záberom. Stále používajú „streak camera“, ale zachytávajú tri pohľady rovnakej udalosti. Jeden pohľad zachytí sekvencie snímok, zvyšné dva zaznamenajú načasovanie každého záberu. Takýmto spôsobom môžu efektívne označiť každú snímku a zoradiť ich v správnom poradí. Aby túto technológiu otestovali, prvýkrát natočili fotonický tresk.

zdroj: fstoppers.com

Skutočné benefity tejto technológie môžu byť využiteľné napríklad v medicíne. Liang tvrdí, že kamera je dostatočne rýchla na to, aby mohla sledovať výboj neurónov a zobrazovať živé prenosy v mozgu. Dúfa, že ich systém bude môcť byť použitý na štúdium neurónových spletí a povedie k pochopeniu, ako funguje mozog.

zdroj článku sciencealert.com, zdroj titulnej foto: metinmediamath.wordpress.com

Najnovšie video

Fontech

ĎALŠIE ČLÁNKY Z FONTECH.SK

Fontech