Οι περισσότεροι άνθρωποι είναι εξοικειωμένοι με τις ηχητικές εκρήξεις, ακόμα κι αν δεν γνωρίζουν ακριβώς πώς λειτουργούν. Η NASA εξηγεί ότι ο αέρας αντιδρά σαν υγρό σε αντικείμενα που κινούνται ταχύτερα από την ταχύτητα του ήχου. Αυτό το γρήγορο αντικείμενο εξαναγκάζει γρήγορα τα γύρω μόρια του αέρα, προκαλώντας μια μεταβολή της πίεσης του αέρα που μοιάζει με κύμα και εξαπλώνεται μέσα σε ένα κώνο που ονομάζεται κώνος Mach, σαν τον ύφαλο μιας βάρκας. Καθώς το κύμα κλονισμού περνά πάνω από έναν παρατηρητή στο έδαφος, η μεταβολή της πίεσης του αέρα παράγει την ηχητική έκρηξη.
Προηγούμενη έρευνα πρότεινε ότι το φως θα μπορούσε επίσης να παράγει μια παρόμοια κωνικό σχήμα wakes, που ονομάζεται "φωτονικός κώνος Mach", αναφέρει Charles Q. Choi στο LiveScience . Αλλά δεν είχαν κανέναν τρόπο να δοκιμάσουν την ιδέα. Τώρα, οι ερευνητές στο πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο St. Louis έχουν αναπτύξει μια εξαιρετικά γρήγορη κάμερα που μπορεί πραγματικά να πιάσει την ελαφριά έκρηξη σε δράση.
Ο Choi αναφέρει ότι ο οπτικός μηχανικός Jinyang Liang και οι συνεργάτες του πυροβόλησαν ένα πράσινο λέιζερ μέσω μιας σήραγγας γεμάτης με καπνό από ξηρό πάγο. Το εσωτερικό της σήραγγας περιβάλλεται από πλάκες από καουτσούκ σιλικόνης και σκόνη οξειδίου του αργιλίου. Η ιδέα ήταν ότι, δεδομένου ότι το φως ταξιδεύει με διαφορετικούς ρυθμούς μέσω διαφορετικών υλικών, οι πλάκες θα επιβραδύνουν το φως του λέιζερ, το οποίο αφήνει ένα κώνο με μορφή φωτός.
Χρησιμοποιώντας μια εξαιρετικά γρήγορη κάμερα, οι επιστήμονες με επιτυχία απεικόνισαν τη διασπορά του φωτός σε διάφορα υλικά. Πιστωτικές: Επιστήμες της ΕπιστήμηςΑν και έξυπνος, αυτή η εγκατάσταση δεν ήταν το αστέρι της μελέτης, ήταν η κάμερα "ραβδώσεων" που οι ερευνητές ανέπτυξαν για να καταγράψουν την εκδήλωση. Ο Choi αναφέρει ότι η τεχνική φωτογραφίας, η οποία ονομάζεται συμπιεσμένη άκρως ταχύτατη φωτογραφία (LLE-CUP), μπορεί να συλλάβει 100 δισεκατομμύρια καρέ ανά δευτερόλεπτο σε μία και μοναδική έκθεση, επιτρέποντας στους ερευνητές να καταγράψουν εξαιρετικά γρήγορα γεγονότα. Η κάμερα λειτούργησε καταγράφοντας για πρώτη φορά εικόνες του κώνου φωτός που δημιουργήθηκε από το λέιζερ. Τα αποτελέσματα εμφανίζονται στο περιοδικό Science Advances.
"Η κάμερά μας είναι διαφορετική από μια κοινή κάμερα όπου τραβάτε ένα στιγμιότυπο και γράφετε μία εικόνα: η κάμερά μας λειτουργεί καταγράφοντας πρώτα όλες τις εικόνες ενός δυναμικού γεγονότος σε ένα στιγμιότυπο. Και τότε τα ανακατασκευάζουμε, ένα προς ένα ", λέει ο Liang στη Leah Crane στο New Scientist .
Αυτή η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να ανοίξει την πόρτα σε κάποια επαναστατική νέα επιστήμη. "Η φωτογραφική μηχανή μας είναι αρκετά γρήγορη για να παρακολουθήσετε τη φωτιά των νευρώνων και να απεικονίσετε ζωντανή κυκλοφορία στον εγκέφαλο", λέει ο Liang στον Choi. «Ελπίζουμε ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το σύστημά μας για να μελετήσουμε νευρωνικά δίκτυα για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος».
Στην πραγματικότητα, το LLE-CUP μπορεί να είναι πολύ ισχυρό για να παρακολουθεί τους νευρώνες. "Νομίζω ότι η κάμερα μας είναι πιθανώς πάρα πολύ γρήγορη", λέει ο Liang στην Καστάλια Μαντράνο στο Inverse . "Έτσι, αν θέλουμε να το κάνουμε αυτό, μπορούμε να το τροποποιήσουμε για να το επιβραδύνουμε. Αλλά τώρα έχουμε τη μορφή της εικόνας που είναι μίλια μπροστά, οπότε αν θέλουμε να μειώσουμε την ταχύτητα μπορούμε να το κάνουμε αυτό. "
Η τεχνολογία, ο Liang λέει ο Crane, μπορεί να χρησιμοποιηθεί με υπάρχουσες κάμερες, μικροσκόπια και τηλεσκόπια. Όχι μόνο μπορεί να εξετάσει τη λειτουργία των πραγμάτων όπως οι νευρώνες και τα καρκινικά κύτταρα, αναφορές Crane, θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να εξετάσει τις αλλαγές στο φως σε αντικείμενα όπως η σουπερνόβα.
