Το φως ταξιδεύει στα 186.000 μίλια ανά δευτερόλεπτο (300 εκατομμύρια μέτρα ανά δευτερόλεπτο) και πιστεύεται ότι θέτει το αξεπέραστο όριο ταχύτητας του σύμπαντος. Αλλά τι μοιάζει με την ταχύτητα του φωτός;
Μπορεί να ακούγεται σαν μια γελοία ερώτηση, αλλά οι οπτικοί ερευνητές στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια πρόσφατα έχτισαν την ταχύτερη φωτογραφική μηχανή στον κόσμο για να βρουν μια απάντηση. Σε ένα νέο βίντεο που δημοσιεύτηκε στο κανάλι The Slow Mo Guys YouTube, οι ερευνητές της CalTech απέδειξαν τις δυνατότητες της κάμεράς τους γυρίζοντας μια δέσμη λέιζερ που διέρχεται από ένα μπουκάλι γάλα σε περίπου 100 δισεκατομμύρια καρέ ανά δευτερόλεπτο. (Για λόγους σύγκρισης, οι περισσότερες ταινίες γυρίζονται σε 24 καρέ ανά δευτερόλεπτο.)
Στο πλάνο που προκύπτει, τα φωτόνια σαρώνονται σαφώς μέσω του γάλακτος σε μπλε θόλωση καθώς το λέιζερ ταξιδεύει στην οθόνη από αριστερά προς τα δεξιά. Τα μόρια του γάλακτος βοήθησαν να διασκορπιστούν τα φωτόνια στη δέσμη λέιζερ, παρόμοια με το πώς τα σύννεφα της κοσμικής σκόνης διασκορπίζουν το φως από αλλιώς αόρατα αστέρια. Σύμφωνα με τον Πενγκ Γουάνγκ, ο μεταδιδακτορικός φοιτητής της CalTech, ο οποίος παρουσίασε την κάμερα στο νέο βίντεο, το φως πέρασε από το μήκος της φιάλης σε περίπου 2.000 picoseconds ή 2 δισεκατομμύρια του δευτερολέπτου.
Εκπληκτικά, τα 100 δισεκατομμύρια καρέ ανά δευτερόλεπτο είναι μόνο ένα κλάσμα της ικανότητας λήψης της φωτογραφικής μηχανής CalTech. Γνωστή ως T-CUP, η κάμερα περιγράφηκε για πρώτη φορά σε ένα έγγραφο του Οκτωβρίου του 2018 στο περιοδικό Light: Science and Applications και φέρεται ότι είναι ικανή να φωτογράφει φως στα 10 τρισεκατομμύρια καρέ ανά δευτερόλεπτο. Οι ερευνητές ανέπτυξαν το T-CUP για τον ρητό σκοπό της μαγνητοσκόπησης εξαιρετικά σύντομων παλμών λέιζερ σε απίστευτες λεπτομέρειες - με άλλα λόγια, για να καταγράψουν την ταχύτητα του φωτός.
Ενώ η κάμερα στο τηλέφωνό σας λαμβάνει δισδιάστατες φωτογραφίες, το T-CUP είναι ένας τύπος κάμερας ραβδώσεων, ο οποίος καταγράφει εικόνες σε μία μόνο διάσταση, πολύ γρήγορα. Σε αντίθεση με τις προηγούμενες κάμερες ραβδώσεων, οι οποίες δημιουργούν σύνθετες εικόνες φωτός καταγράφοντας διαφορετικές οριζόντιες φέτες λέιζερ σε πολλαπλούς παλμούς λέιζερ, το T-CUP είναι σε θέση να απεικονίσει έναν ολόκληρο παλμό λέιζερ σε ένα ενιαίο πλαίσιο. Αυτό γίνεται με την εκτροπή της δέσμης λέιζερ σε δύο διαφορετικές κάμερες ταυτόχρονα, στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας ένα πρόγραμμα υπολογιστή για να συνδυάσετε τις δύο εικόνες.
Ακόμα πιο αξιοσημείωτο είναι ότι οι ερευνητές ενδέχεται σύντομα να ξεπεράσουν την ισχύ της T-CUP με μια φωτογραφική μηχανή ικανή να καταγράψει 1 τετραγωνικό μέτρο ανά δευτερόλεπτο, σύμφωνα με τον καθηγητή CalTech Lihong Wang και έναν από τους εφευρέτες της φωτογραφικής μηχανής. Κάμερες αυτό γρήγορα θα μπορούσαν μια μέρα να κάνουν το δρόμο τους στην ιατρική έρευνα, Wang είπε στο The Slow Mo Guys σε ένα επόμενο βίντεο. Αυτό θα επιτρέψει στους ερευνητές να απεικονίζουν ζωντανό ανθρώπινο ιστό (συμπεριλαμβανομένου του εγκεφάλου) με πρωτοφανείς λεπτομέρειες. Σας είπαμε να κρατάτε τα μάτια σας ανοιχτά για περισσότερες ενημερώσεις - αλλά πιθανότατα δεν είστε αρκετά γρήγορα για να τα δείτε, ούτως ή άλλως.
Σημείωση του συντάκτη: Αυτό το άρθρο έχει ενημερωθεί για να δείξει ότι 2 νανοδευτερόλεπτα ισοδυναμεί με 2 δισεκατομμύρια του δευτερολέπτου.
