Gyles Lewis
0 
4288
1147
Licht reist met 186.000 mijl per seconde (300 miljoen meter per seconde) en wordt verondersteld de onovertroffen snelheidslimiet van het universum te bepalen. Maar hoe ziet de lichtsnelheid er eigenlijk uit??
Het klinkt misschien als een belachelijke vraag, maar optische onderzoekers van het California Institute of Technology hebben onlangs 's werelds snelste camera gebouwd om een antwoord te vinden. In een nieuwe video die op het YouTube-kanaal van The Slow Mo Guys werd gepost, demonstreerden CalTech-onderzoekers de mogelijkheden van hun camera door een laserstraal te filmen die door een fles melk gaat met ongeveer 100 miljard frames per seconde. (Ter vergelijking: de meeste films worden gefilmd met 24 frames per seconde.) [The 18 Biggest Unsolved Mysteries in Physics]
In de resulterende beelden schieten fotonen duidelijk door de melk in een blauwe waas terwijl de laser van links naar rechts over het scherm beweegt. Melkmoleculen hielpen de fotonen in de laserstraal te verstrooien, vergelijkbaar met hoe wolken kosmisch stof het licht van anders onzichtbare sterren verstrooien. Volgens Peng Wang, de CalTech-postdoctorale student die de camera in de nieuwe video demonstreerde, reisde het licht door de lengte van de fles in ongeveer 2.000 picoseconden, oftewel 2 miljardste van een seconde..
Verbazingwekkend genoeg is 100 miljard frames per seconde slechts een fractie van wat de CalTech-camera kan vastleggen. De camera, bekend als T-CUP, werd voor het eerst beschreven in een paper uit oktober 2018 in het tijdschrift Light: Science and Applications en is naar verluidt in staat om licht te fotograferen met 10 biljoen frames per seconde. De onderzoekers ontwikkelden T-CUP met het uitdrukkelijke doel om ultrakorte laserpulsen in ongelooflijk detail te filmen - met andere woorden, om de snelheid van het licht vast te leggen.
Terwijl de camera op uw telefoon tweedimensionale foto's maakt, is T-CUP een soort streak-camera die zeer snel afbeeldingen in één enkele dimensie opneemt. In tegenstelling tot eerdere streak-camera's, die samengestelde beelden van licht creëren door verschillende horizontale laserplakken over meerdere laserpulsen op te nemen, kan de T-CUP een volledige laserpuls in één frame afbeelden. Het doet dit door de laserstraal tegelijkertijd naar twee verschillende camera's om te leiden en vervolgens een computerprogramma te gebruiken om de twee beelden te combineren.
Nog opmerkelijker is dat onderzoekers binnenkort de kracht van T-CUP kunnen overtreffen met een camera die 1 biljard frames per seconde kan opnemen, volgens Lihong Wang, een CalTech-professor en een van de uitvinders van de camera. Camera's die zo snel zijn, kunnen ooit hun weg vinden naar medisch onderzoek, vertelde Wang in een volgende video aan The Slow Mo Guys. Hierdoor kunnen onderzoekers levend menselijk weefsel (inclusief de hersenen) met ongekende details in beeld brengen. We raden je aan om je ogen open te houden voor meer updates, maar je bent waarschijnlijk toch niet snel genoeg om ze te zien.
Noot van de redacteur: dit artikel is bijgewerkt om aan te tonen dat 2 nanoseconden gelijk is aan 2 miljardsten van een seconde.
Oorspronkelijk gepubliceerd op .
- Wacky Physics: The Coolest Little Particles in Nature
- Gallery: The Search for the Higgs Boson
- Twisted Physics: 7 geestverruimende ontdekkingen