فیلم حرکت آهسته از “نور”

4
4250

بیگ بنگ: نور با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند. این بعنوان حد سرعت در کیهان شناخته می‌شود که هرگز نمی‌توان از آن بالاتر رفت. ولی این سرعت و حرکت در عمل چگونه است و چگونه به نظر می‌آید؟

uicadاین شاید پرسشی چرند به نظر برسد، اما پژوهشگران نوری در بنیاد فناوری کالیفرنیا (کلتک) بتازگی سریع‌ترین دوربین جهان را برای یافتن پاسخ این پرسش به کار بردند. این دانشمندان در ویدیوئی که در کانال یوتیوب Slow Mo Guys منتشر کردند توانمندی‌های دوربینشان را با فیلمبرداری با سرعت حدود ۱۰۰ میلیارد فریم در ثانیه از یک باریکۀ پرتوی لیزر که از درون یک بطری شیر می‌گذرد به رخ کشیدند (به یاد داشته باشید که سرعت بیشتر فیلم‌های معمولی ۲۴ فریم در ثانیه است).

در ویدئوی به دست آمده، با پیشروی باریکۀ لیزر، فوتون‌ها به روشنی رد افشان آبی‌رنگی از چپ به راست به جا می‌گذارند. مولکول‌های شیر به پراکنش فوتون‌های باریکه‌ی لیزر کمک می‌کنند، مانند چیزی که در ابرهای غبار کیهانی رخ می‌دهد و نور ستارگانِ پنهان در دلشان را پخش می کنند. پنگ وانگ، دانشجوی پسادکترای کلتک که توانمندی‌های این دوربین را به نمایش گذاشته دربارۀ این آزمایش می‌گوید نور با سرعت حدود ۲۰۰۰ پیکوثانیه یا ۲ میلیونیم ثانیه امتداد بطری را می‌پیماید. در ویدئوی زیر فیلمبرداری با سرعت حدود ۱۰۰ میلیارد فریم در ثانیه از جابجایی یک باریکۀ لیزر درون یک بطری را مشاهده نمایید:

شگفت اینکه ۱۰۰ میلیارد فریم در ثانیه تنها جزئی از توان ِ تصویربرداری دوربین کلتک است. این دوربین که تی-کاپ (T-CUP) نام دارد، نخستین‌بار اکتبر ۲۰۱۸، در نشریه‌ Light: Science and Applications توصیف شده بود و بر پایۀ آن گزارش، می‌تواند با سرعت ۱۰ تریلیون فریم در ثانیه از نور فیلمبرداری کند. پژوهشگران تی-کاپ را صرفا برای فیلمبرداری تپ‌های لیزر بی‌اندازه کوتاه با جزئیاتی باورنکردنی -به بیان دیگر، رسیدن به سرعت نور- طراحی کردند.

دوربین‌های گوشی‌های همراه عکس‌های دو-بعدی می‌گیرند، ولی تی-کاپ گونه‌ای “دوربین سریع” یا رگه-رگه کننده (streak camera) است که با سرعت بسیار بسیار بالا عکس‌هایی در یک بعد می‌گیرد. برخلاف دوربین‌های رگه رگۀ گذشته که با ثبت برش‌های گوناگون افقی از لیزر در چندین تپ لیزر، عکس‌هایی ترکیبی از نور می‌گرفتند، تی-کاپ می‌تواند یک تپ کامل لیزر را در یک تک-فریم ثبت کند. تی-کاپ این کار را با تغییر مسیر همزمانِ باریکۀ لیزر به سوی دو دوربین گوناگون، و سپس بهره‌گیری از یک برنامه‌ رایانه‌ای برای پیوند دو تصویر انجام می‌دهد.

لی‌هونگ وانگ، استاد کلتک و یکی از سازندگان این دوربین می‌گوید نکتۀ چشمگیرتر این است که شاید پژوهشگران بزودی بتوانند با ساختن دوربینی با سرعت ۱ کوادریلیون فریم در ثانیه، از توان ِ تی-کاپ هم فراتر بروند. دوربین‌هایی با این سرعت می‌توانند راه خود را به پژوهش‌های پزشکی هم بگشایند. این می‌تواند به پژوهشگران امکان دهد تا عکس‌هایی با جزئیات بی‌سابقه از بافت زندۀ انسان (از جمله بافت مغز) بگیرند.

مطالبی از سرتاسر وب

4 دیدگاه‌ها

  1. با سلام خدمت دوستان و تشکر از سایت ارزشمند بیگ بنگ .
    دوستان چرا هیشکی کامنت نمیذاره ؟!!
    چرا هیشکی بحث نمیکنه . من به عنوان یه شخص آماتور واقعا علاقه مند به خوند بحث ها و کامنتهای دوستان هستم. نمیدونم چرا هیشکی علاقه ای نشون نمیده !!!!
    اگه مسئولین سایت هم یه راه حلی داشته باشن برای این موضوع که خیلی خوب میشه ….
    سپاس و به امید پیشرفت علم و نجوم

    • این خیلی عجیبه …اصلا فک نمیکردم فعلا همچین دوربینی رو درست کرده باشن…فک میکنم این تکنولوژی رو تلسکوپ‌های قدرتمند برای ثبت انفجار مرگ ستارها یا اتفاقات خیلی سریع …بکار بیاد

  2. خدایی حال کردم و فکر نمیکردم همچین دوربینی باشه.این خودش یه دستاورد بسیار بزرگ در علم و پزشکی و …میتونه باشه و پی به رازهای جهان هستی برد.

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.