Manoma, kad šviesa nuvažiuoja 186 000 mylių per sekundę (300 milijonų metrų per sekundę) ir nustato nepralenkiamą visatos greičio apribojimą. Bet kaip iš tikrųjų atrodo šviesos greitis?
Tai gali skambėti kaip juokingas klausimas, tačiau Kalifornijos technologijos instituto optiniai tyrėjai neseniai sukonstravo greičiausią pasaulyje fotoaparatą, kad surastų atsakymą. Naujame vaizdo įraše, paskelbtame „The Slow Mo Guys YouTube“ kanale, „CalTech“ tyrėjai pademonstravo savo fotoaparato galimybes nufilmuodami lazerio spindulį, einantį per pieno buteliuką maždaug 100 milijardų kadrų per sekundę greičiu. (Palyginimui, dauguma filmų yra filmuojami 24 kadrais per sekundę.)
Gautame filmuotoje medžiagoje fotonai aiškiai matosi per pieną mėlynu blyškumu, kai lazeris eina per ekraną iš kairės į dešinę. Pieno molekulės padėjo išsklaidyti fotonus lazerio spinduliu, panašiai kaip kosminių dulkių debesys išsklaido šviesą iš kitaip nematomų žvaigždžių. Peng Wang, „CalTech“ aspirantūros studento, kuris demonstravo fotoaparatą naujame vaizdo įraše, šviesa per butelio ilgį praskriejo maždaug per 2000 pikosekundžių arba 2 milijardines sekundes.
Nuostabu, kad 100 milijardų kadrų per sekundę yra tik maža dalis to, ką „CalTech“ kamera sugeba užfiksuoti. Žinomas kaip T-CUP, kamera pirmą kartą buvo aprašyta 2018 m. Spalio mėn. Žurnale „Light: Science and Applications“ ir, kaip pranešama, gali fotografuoti šviesą 10 trilijonų kadrų per sekundę greičiu. Tyrėjai sukūrė T-CUP tam, kad būtų galima nufilmuoti ultratrumpus lazerio impulsus neįtikėtinai detaliai - kitaip tariant, užfiksuoti šviesos greitį.
Nors jūsų telefono kamera fotografuoja dvimates nuotraukas, „T-CUP“ yra juostinio tipo fotoaparatas, kuris labai greitai įrašo vaizdus viena dimensija. Skirtingai nuo ankstesnių juostinių fotoaparatų, kurie sukuria sudėtinius šviesos atvaizdus, įrašydami įvairius horizontalius lazerio pjūvius per kelis lazerio impulsus, T-CUP gali vaizduoti visą lazerio impulsą viename kadre. Tai atliekama nukreipiant lazerio spindulį į dvi skirtingas kameras vienu metu, tada naudojant kompiuterinę programą, kad būtų sujungti abu vaizdai.
Dar labiau stebina tai, kad, pasak CalTech profesoriaus ir vieno iš fotoaparato išradėjų, tyrinėtojams netrukus pavyks pranokti T-CUP galią fotoaparatu, galinčiu įrašyti 1 kvadrilijoną kadrų per sekundę. Tokie greiti fotoaparatai vieną dieną galėtų atsidurti medicininiuose tyrimuose, - vėlesniame vaizdo įraše Wang pasakojo „The Slow Mo Guys“. Tai leistų tyrėjams atvaizduoti gyvus žmogaus audinius (įskaitant smegenis) beprecedentėmis detalėmis. Mes jums lieptų atidaryti akis, kad gautumėte daugiau naujinimų, bet jūs vistiek esate nepakankami greiti, kad juos pamatytumėte.
Redaktoriaus pastaba: Šis straipsnis buvo atnaujintas, kad parodytų, kad 2 nanosekundės prilygsta 2 milijardinėms sekundės sekundėms.
