Світло подорожує зі швидкістю 186 000 миль в секунду (300 мільйонів метрів в секунду), і, як вважається, він встановлює неперевершену межу швидкості Всесвіту. Але як насправді виглядає швидкість світла?
Це може здатися смішним питанням, але нещодавно дослідники оптичних технологій Каліфорнійського технологічного інституту побудували найшвидшу в світі камеру, щоб знайти відповідь. У новому відео, опублікованому на каналі The Slow Mo Guys YouTube, дослідники CalTech продемонстрували можливості своєї камери, знімаючи лазерний промінь, що проходить через пляшку молока зі швидкістю 100 мільярдів кадрів в секунду. (Для порівняння, більшість фільмів знімаються зі швидкістю 24 кадри в секунду.)
У отриманих кадрах фотони чітко просочуються через молоко у синій розмитості, коли лазер рухається по екрану зліва направо. Молекули молока допомагали розсіяти фотони в лазерному промені, подібно до того, як хмари космічного пилу розсіюють світло від інакше невидимих зірок. За словами Пенг Ванга, докторанта CalTech, який продемонстрував камеру в новому відео, світло пройшло через довжину пляшки приблизно за 2000 пікосекунд, або 2 мільярди секунди.
Дивно, але 100 мільярдів кадрів в секунду - лише частка того, що CalTech здатна захопити. Відомий як T-CUP, камера вперше була описана в статті в жовтні 2018 року в журналі Light: Science and Applications і, як повідомляється, здатна фотографувати світло зі швидкістю 10 трлн кадрів в секунду. Дослідники розробили T-CUP для виразної мети зйомки ультракоротких лазерних імпульсів неймовірними деталями - іншими словами, для захоплення швидкості світла.
У той час як камера на вашому телефоні робить двовимірні фотографії, T-CUP - це тип смугової камери, яка дуже швидко записує зображення в одному вимірі. На відміну від попередніх смугових камер, які створюють складені зображення світла, записуючи різні горизонтальні зрізи лазера над декількома лазерними імпульсами, T-CUP здатний зображати весь лазерний імпульс в одному кадрі. Це робиться шляхом перенаправлення лазерного променя на дві різні камери одночасно, а потім за допомогою комп'ютерної програми для об'єднання двох зображень.
Що ще примітніше, дослідники, можливо, незабаром зможуть перевершити потужність T-CUP за допомогою камери, здатної записувати 1 квадрильйон кадрів в секунду, за словами Ліхонг Ванга, професора CalTech та одного з винахідників камери. Камери настільки швидко можуть одного дня пробитися в медичні дослідження, Ванг розповів The Slow Mo Guys у наступному відео. Це дозволило б дослідникам зображати живу тканину людини (включаючи мозок) з небаченими деталями. Ми б сказали вам тримати очі відкритими для більше оновлень - але ви, мабуть, не досить швидкі, щоб побачити їх.
Примітка редактора: Ця стаття була оновлена, щоб показати, що 2 наносекунди еквівалентні 2 мільярдам секунди.
