Itin Greitas Fotoaparatas Pirmą Kartą Užfiksuoja „Garso Garsų Strėlę“

{h1}

Lygiai taip pat, kaip orlaiviai, skraidantys viršgarsiniu greičiu, sukuria kūgio formos garsines strėles, šviesos impulsai gali palikti kūgio formos šviesos pabudimus. Dabar superkamera užfiksavo pirmąjį visų šių įvykių vaizdo įrašą.

Lygiai taip pat, kaip orlaiviai, skraidantys viršgarsiniu greičiu, sukuria kūgio formos garsines strėles, šviesos impulsai gali palikti kūgio formos šviesos pabudimus. Dabar superkamera užfiksavo pirmąjį visų šių įvykių vaizdo įrašą.

Naujosios technologijos, naudojamos šiam atradimui, vieną dieną galėtų padėti mokslininkams padėti stebėti neuronų ugnį ir atvaizduoti gyvą smegenų veiklą, teigia tyrėjai. [Baisu! 10 populiariausių nepaaiškinamų reiškinių]

Mokslas už technikos

Kai objektas juda oru, jis stumia orą priešais jį, sukurdamas slėgio bangas, kurios juda garso greičiu visomis kryptimis. Jei objektas juda greičiu, lygiu ar didesniu už garsą, jis pralenkia tas slėgio bangas. Dėl to slėgio bangos, kylančios iš šių greičio viršijimo objektų, kaupiasi viena ant kitos, kad susidarytų smūgio bangos, žinomos kaip garsinės strėlės, kurios yra panašios į griaustinio grumtynes.

Garso strėlės ribojasi kūginėmis sritimis, vadinamomis „Macho kūgiais“, kurios pirmiausia eina viršgarsinių objektų gale. Panašūs įvykiai apima V formos lanko bangas, kurias valtis gali generuoti keliaudama greičiau nei bangos, kurias jis išstumia iš kelio, juda per vandenį.

Ankstesni tyrimai rodo, kad šviesa gali sukelti kūginius žadinimus, panašius į garsinės strėlės. Dabar mokslininkai pirmą kartą pavaizdavo šiuos nemandagius „fotoninius Macho kūgius“.

Važiuodami vakuume, šviesa skrieja maždaug 186 000 mylių per sekundę (300 000 kilometrų per sekundę) greičiu. Remiantis Einsteino reliatyvumo teorija, niekas negali keliauti greičiau nei šviesos greitis vakuume. Tačiau šviesa gali judėti lėčiau nei didžiausias jos greitis - pavyzdžiui, šviesa juda pro stiklą maždaug 60 procentų jo maksimalaus greičio. Iš tikrųjų ankstesni eksperimentai sumažino daugiau nei milijoną kartų.

Tai, kad šviesa vienoje medžiagoje gali judėti greičiau nei kitoje, mokslininkams padėjo sukurti fotoninius Macho kūgius. Pirma, tyrimo pagrindinis autorius Jinyang Liang, Vašingtono universiteto Sent Luise optikos inžinierius, su kolegomis suprojektavo siaurą tunelį, užpildytą sauso ledo rūku. Šis tunelis buvo dedamas tarp plokščių, pagamintų iš silikono gumos ir aliuminio oksido miltelių mišinio.

Tada tyrėjai paleido tunelį žalios lazerio šviesos impulsus - kiekvienas jų truko tik 7 pikosekundės (trilijonus sekundės sekundės). Šie impulsai galėjo išsklaidyti tunelio sauso ledo dėmeles ir sukelti šviesos bangas, kurios galėtų patekti į aplinkines plokšteles.

Žalia šviesa, kurią naudojo mokslininkai, tunelio viduje važiavo greičiau nei plokštelėse. Kadangi lazerio impulsas judėjo tuneliu, po juo plokštėse liko lėčiau judančių šviesos bangų kūgis.

Naudojant

Naudodami „juostinę kamerą“, mokslininkai pirmą kartą pavaizdavo kūgio formos žadinimo bangą, vadinamą fotoniniu Macho kūgiu.

Kreditas: Liang ir kt. Mokslas. 2017 m. Skelbimas; 3: e1601814

Srauto kamera

Norėdami užfiksuoti šių sunkiai apšviečiančių įvykių vaizdo įrašus, tyrėjai sukūrė „juostinę kamerą“, kuri vienoje ekspozicijoje galėtų fiksuoti vaizdus 100 milijardų kadrų per sekundę greičiu. Ši naujoji kamera užfiksavo tris skirtingus reiškinio vaizdus: vieną, kuris įgavo tiesioginį scenos atvaizdą, ir du, kurie užfiksavo laikiną informaciją apie įvykius, kad mokslininkai galėtų rekonstruoti tai, kas įvyko po kadro. Iš esmės jie „deda skirtingus brūkšninius kodus ant kiekvieno atskiro atvaizdo, kad net jei duomenų rinkimo metu jie būtų sumaišyti, mes galėtume juos suskirstyti“, - sakė Liang interviu.

Yra ir kitų vaizdo sistemų, kurios gali fiksuoti ypač greitus įvykius, tačiau šioms sistemoms paprastai reikia įrašyti šimtus ar tūkstančius tokių reiškinių ekspozicijų, kad jie galėtų juos pamatyti. Priešingai, naujoji sistema gali įrašyti ypač greitus įvykius tik vienu ekspozicija. Tai leidžia įrašyti sudėtingus, nenuspėjamus įvykius, kurie gali pasikartoti tiksliai tokiu pat būdu kiekvieną kartą, kai jie įvyksta, kaip buvo fotoninių Macho kūgių, kuriuos įrašė Liangas ir jo kolegos, atveju. Tokiu atveju mažos dėmės, išsklaidžiusios šviesą, judėjo atsitiktinai.

Tyrėjai teigė, kad jų naujoji technika gali būti naudinga registruojant ultra greitus įvykius sudėtinguose biomedicinos kontekstuose, tokiuose kaip gyvi audiniai ar tekančio kraujo. „Mūsų kamera yra pakankamai greita, kad galėtų stebėti neuronų ugnį ir atvaizduoti tiesioginį srautą smegenyse“, - Liang pasakojo „WordsSideKick.com“. "Mes tikimės, kad galime panaudoti savo sistemą neuroniniams tinklams tirti, kad suprastume, kaip veikia smegenys."

Mokslininkai išsamiai aprašė savo išvadas sausio 20 d. Žurnale „Science Advances“.

Originalus straipsnis apie gyvą mokslą.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Naujas „Hologramos“ Įtaisas Skleidžia Daleles 3D Objektams Kurti Ploname Ore
Naujas „Hologramos“ Įtaisas Skleidžia Daleles 3D Objektams Kurti Ploname Ore

Naujas Spausdintuvo Rašalinis Purkštukas, Įkvėptas Žmogaus Akių
Naujas Spausdintuvo Rašalinis Purkštukas, Įkvėptas Žmogaus Akių

Mokslas Naujienos


Ar Asteroido Kasyba Pažeidžia Kosmoso Įstatymus?
Ar Asteroido Kasyba Pažeidžia Kosmoso Įstatymus?

Niūrus Derlius: Klimato Pokyčiai Nušluoja Ajovos Ūkius (Op-Ed)
Niūrus Derlius: Klimato Pokyčiai Nušluoja Ajovos Ūkius (Op-Ed)

Kaip Vyro Tiesiosios Žarnos Galas „Iškrito“ Iš Jo Kūno?
Kaip Vyro Tiesiosios Žarnos Galas „Iškrito“ Iš Jo Kūno?

Kaip Patobulinome Naftos Platformų Technologiją?
Kaip Patobulinome Naftos Platformų Technologiją?

Kaip Vorai Daro Šilką?
Kaip Vorai Daro Šilką?


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com