Suurin osa ihmisistä tuntee äänipuomit, vaikka he eivät tiedä tarkalleen kuinka ne toimivat. NASA selittää, että ilma reagoi nesteenä esineisiin, jotka liikkuvat äänen nopeutta nopeammin. Tämä nopea esine pakottaa nopeasti ympäröivät ilmamolekyylit yhdessä aiheuttaen aallonmuotoisen ilmanpaineen muutoksen, joka leviää Mach-kartioksi kutsuttuun kartioon, kuten veneenkin. Kun iskuaalto kulkee maassa olevan tarkkailijan yli, ilmanpaineen muutos tuottaa äänipuomin.
Aikaisemmat tutkimukset ehdottivat, että valo voisi myös tuottaa samanlaisia kartion muotoisia herätyksiä, joita kutsutaan "fotoniseksi Mach-kartioksi", raportoi Charles Q. Choi LiveSciencessa . Mutta heillä ei ollut tapaa testata ideaa. Nyt tutkijat Washingtonin yliopistossa, St. Louis, ovat kehittäneet erittäin nopean kameran, joka voi todella saada valon puomin toiminnassa.
Choi kertoi, että optinen insinööri Jinyang Liang ja hänen kollegansa ampuivat vihreää laseria tunnelin läpi, joka oli täynnä kuivaa jäätä. Tunnelin sisätilat ympäröivät silikonikumista ja alumiinioksidijauheesta valmistetut levyt. Ajatuksena oli, että koska valo kulkee eri nopeuksilla eri materiaalien läpi, levyt hidastaisivat laservaloa, mikä jättäisi kartion muotoisen valon.
Erittäin nopealla kameralla tutkijat kuvansivat valon sironnan onnistuneesti eri materiaaleihin. Luotto: Tieteen kehitysVaikka se oli fiksu, se ei ollut tutkimuksen tähti - se oli “viivakamera”, jonka tutkijat kehittivät vangitsemaan tapahtuman. Choi kertoi, että häviötöntä koodausta pakattua ultranopeaa valokuvausta (LLE-CUP) kutsutaan valokuvaustekniikalla, joka voi ottaa 100 miljardia kuvaa sekunnissa yhdessä valotuksessa, jolloin tutkijat voivat kaapata ultranopeita tapahtumia. Kamera toimi, sieppaten kuvia laserin luomasta valokartiosta ensimmäistä kertaa. Tulokset ilmestyvät Science Advances -lehdessä .
”Kameramme eroaa tavallisesta kamerasta, jossa otat vain tilannekuvan ja tallennat yhden kuvan: kameramme toimii tallentamalla ensin kaikki dynaamisen tapahtuman kuvat yhteen tilannekuvaan. Ja sitten me rakennamme ne uudelleen yksi kerrallaan ”, Liang kertoo Leah Crane -yrityksestä New Scientistille .
Tämä uusi tekniikka voisi avata oven jokaiselle vallankumoukselliselle uudelle tieteelle. "Kameramme on tarpeeksi nopea seuraamaan hermosolujen tulipaloa ja kuvaamaan aivojen reaaliaikaista liikennettä", Liang kertoo Choille. "Toivomme, että voimme käyttää järjestelmäämme hermoverkkojen tutkimiseen ymmärtääksemme aivojen toimintaa."
Itse asiassa LLE-CUP voi olla liian voimakas katsomaan neuroneja. "Uskon, että kameramme on todennäköisesti liian nopea", Liang kertoo Kastalia Medranolle käänteisesti . ”Joten jos haluamme tehdä niin, voimme muokata sitä hidastaa sitä. Mutta nyt meillä on kuvamalli, joka on mailia eteenpäin, joten jos haluamme vähentää nopeutta, voimme tehdä sen. ”
Liang kertoo Crane-tekniikkaa, että sitä voidaan käyttää olemassa olevien kameroiden, mikroskooppien ja kaukoputkien kanssa. Crane raportoi sen lisäksi, että siinä voidaan tutkia esimerkiksi neuronien ja syöpäsolujen toimintaa, ja sitä voidaan käyttää myös valon muutosten tutkimiseen kohteissa, kuten supernoova.
