De fleste er kjent med soniske bommer, selv om de ikke vet nøyaktig hvordan de fungerer. NASA forklarer at luft reagerer som en væske på gjenstander som beveger seg raskere enn lydhastigheten. Denne raske gjenstanden tvinger raskt omgivende luftmolekyler sammen, og forårsaker en bølgelignende endring i lufttrykk som sprer seg ut i en kjegle kalt en Mach-kjegle, som kjølvannet av en båt. Når sjokkbølgen passerer over en observatør på bakken, produserer endringen i lufttrykk lydbommen.
Tidligere forskning antydet at lys også kunne produsere en lignende kjegleformet våkner, kalt en "fotonisk Mach-kjegle, " rapporterer Charles Q. Choi på LiveScience . Men de hadde ingen måte å teste ideen på. Nå har forskere ved Washington University i St. Louis utviklet et ultraraskt kamera som faktisk kan fange lysbommen i aksjon.
Choi rapporterer at optisk ingeniør Jinyang Liang og kollegene avfyrte en grønn laser gjennom en tunnel fylt med røyk fra tørris. Tunnelens indre var omgitt av plater laget av silikongummi og aluminiumoksydpulver. Tanken var at siden lys beveger seg med forskjellige hastigheter gjennom forskjellige materialer, ville platene bremse laserlyset, som etterlater et kjegleformet kjølvann av lys.
Ved hjelp av et ultrafast kamera, avbildet forskere vellykket spredning av lys i forskjellige materialer. Kreditt: Science AdvancesSelv om det var smart, var ikke dette oppsettet stjernen i studien - det var "streak" -kameraet som forskerne utviklet for å fange hendelsen. Choi rapporterer at fotograferingsteknikken, kalt tapsfri koding av komprimert ultrafast fotografering (LLE-CUP), kan fange 100 milliarder bilder per sekund i en enkelt eksponering, slik at forskerne kan fange ultrahurtige hendelser. Kameraet virket og tok bilder av lyskeglen som ble opprettet av laseren for første gang. Resultatene vises i tidsskriftet Science Advances.
“Kameraet vårt er forskjellig fra et vanlig kamera der du bare tar et øyeblikksbilde og tar opp ett bilde: Kameraet vårt fungerer ved først å ta alle bildene fra en dynamisk hendelse til ett øyeblikksbilde. Og så rekonstruerer vi dem, en etter en, ”forteller Liang til Leah Crane hos New Scientist .
Denne nye teknologien kan åpne døren for noe revolusjonerende ny vitenskap. "Kameraet vårt er raskt nok til å se på nevroner som skyter av og bilde av live trafikk i hjernen, " sier Liang til Choi. "Vi håper vi kan bruke systemet vårt til å studere nevrale nettverk for å forstå hvordan hjernen fungerer."
Faktisk kan LLE-CUP være for kraftig til å se på nevroner. "Jeg tror at kameraet vårt sannsynligvis er for raskt, " sier Liang til Kastalia Medrano på Inverse . “Så hvis vi vil gjøre det, kan vi endre det for å bremse det. Men nå har vi den bildemodaliteten som er milevis foran, så hvis vi ønsker å redusere hastigheten, kan vi gjøre det. ”
Teknologien, forteller Liang til Crane, kan brukes med eksisterende kameraer, mikroskop og teleskoper. Crane rapporterer ikke bare om funksjonen til ting som nevroner og kreftceller, det kan også brukes til å undersøke endringer i lys i objekter som supernova.
