0

sdílení

Vědcům se poprvé podařilo zachytit aerodynamický výbuch světla

Zuzana Benková / 30. ledna 2017 / Zajímavosti

zdroj: metinmediamath.wordpress.com

Vědcům se poprvé podařilo natočit světlo vytvářející „aerodynamický třesk“, oficiálně známý i jako fotonický Machův kužel. Použili k tomu nový typ ultra rychlostní kamery, která dokáže zachytit neuvěřitelných bilion snímků za sekundu v jediném záběru.

 

Machův kužel vzniká, když se něco pohybuje rychleji než vlny, které daná věc vysílá. Častokrát se to děje, když letadlo cestuje rychleji, než je rychlost zvuku, přičemž vzniká extrémně hlasitý třesk. Věděl jsi, že světlo dokáže totéž?

Jak tedy přesně dochází k fotonickému třesku? Na první pohled se může zdát nemyslitelné až absurdní, že by světlo mohlo mít Machův kužel. Koneckonců, nic se nedokáže pohybovat větší rychlostí, než je rychlost světla ve vakuu, a to přibližně 300 000 kilometrů za sekundu.

Světlo může být zpomalené, a jako takové může rychleji sklouznout nějakým materiálem. Na základě toho byl tým vědců schopen vytvořit fotonický Machův kužel.

zdroj: metinmediamath.wordpress.com

V experimentu tým vědců pod vedením optického inženýra Jinyang Lianga z Washingtonské univerzity vytvořil kanál mezi dvěma pláty ze silikonu a práškového oxidu hlinitého. Mezeru vyplnili mlhou vyrobenou ze suchého ledu a pak s pomocí laseru vypalovali 7 pikosekundové impulsy, které rozptýlily suspendované částice.

Světlo tak prošlo přes stěny tunelu pomaleji než mlha, což vytvořilo fotonický Machův kužel:

zdroj: sciencealert.com

Zatímco na zachycení světelného kužele byly použity i jiné metody, toto je poprvé, kdy došlo k zachycení v reálném čase. K tomuto účelu byl vytvořen zcela nový typ ultrarychlé kamery.

Vysokorychlostní video však není úplnou novinkou. V roce 2011 na Institutu technologií v Massachusetts byla vyvinuta kamera, která dokáže zachytit puls světla razící si cestu přes plastovou láhev.

Použili technologii s názvem “ streak camera „, která vytváří obraz takovým způsobem, že transformuje sekvence do prostorových informací. Tým natočil 500 snímků zachycených v biliontině sekundy, které zobrazují rozptyl světla procházejícího přes láhev.

Scéna s lahví však musí být opakována několikrát, aby se získal dostatečný počet dat. To však není zrovna užitečné, protože se jedná o zachycení události, kterou není velmi vhodné opakovat.

Místo toho Liang a jeho tým našli způsob, jakým se vyhnout opakovaným záběrům. Stále používají „streak camera“, ale zachycují tři pohledy stejné události. Jeden pohled zachytí sekvence snímků, zbylé dva zaznamenají načasování každého záběru. Takovým způsobem mohou efektivně označit každý snímek a seřadit je ve správném pořadí. Aby tuto technologii otestovali, poprvé natočili fotonický třesk.

zdroj: fstoppers.com

Skutečné benefity této technologie mohou být využitelné například v medicíně. Liang tvrdí, že kamera je dostatečně rychlá na to, aby mohla sledovat výboj neuronů a zobrazovat živé přenosy v mozku. Doufá, že jejich systém bude moci být použit ke studiu neuronových spletí a povede k pochopení, jak funguje mozek.

zdroj článku sciencealert.com
Přidat komentář (0)
[display_facebook_embed_rotate]