Lyset reiser med 186.000 miles per sekund (300 millioner meter per sekund) og antas å sette universets uovertruffelige fartsgrense. Men hvordan ser lysets hastighet ut egentlig?
Det kan høres ut som et latterlig spørsmål, men optiske forskere ved California Institute of Technology bygde nylig verdens raskeste kamera for å finne et svar. I en ny video lagt ut på YouTube-kanalen The Slow Mo Guys, demonstrerte CalTech-forskerne kameraets evner ved å filme en laserstråle som passerte en flaske melk med omtrent 100 milliarder bilder per sekund. (Til sammenligning er de fleste filmer filmet med 24 bilder per sekund.)
I de resulterende opptakene streker fotoner tydelig gjennom melken i en blå uskarphet mens laseren beveger seg over skjermen fra venstre mot høyre. Melkemolekyler bidro til å spre fotonene i laserstrålen, på samme måte som hvordan skyer av kosmisk støv sprer lyset fra ellers usynlige stjerner. I følge Peng Wang, CalTech-postdoktorand som demonstrerte kameraet i den nye videoen, reiste lyset gjennom flaskenes lengde på rundt 2000 pikosekunder, eller 2 milliarddeler av et sekund.
Utrolig nok er 100 milliarder bilder per sekund bare en brøkdel av hva CalTech-kameraet er i stand til å fange. Dette kameraet ble kjent som T-CUP og ble først beskrevet i et papir fra oktober 2018 i tidsskriftet Light: Science and Applications og er angivelig i stand til å fotografere lys med 10 billioner bilder per sekund. Forskerne utviklet T-CUP for det uttrykkelige formålet å filme ultrashort-laserpulser i utrolige detaljer - med andre ord for å fange lysets hastighet.
Mens kameraet på telefonen tar todimensjonale bilder, er T-CUP en type strekekamera, som tar opp bilder i en enkelt dimensjon, veldig veldig raskt. I motsetning til tidligere streak-kameraer, som lager sammensatte bilder av lys ved å registrere forskjellige horisontale laserskiver over flere laserpulser, er T-CUP i stand til å avbilde en hel laserpuls i en enkelt ramme. Det gjør dette ved å lede laserstrålen til to forskjellige kameraer samtidig, og deretter bruke et dataprogram for å kombinere de to bildene.
Mer bemerkelsesverdig fremdeles kan forskere snart kunne overgå T-CUPs krefter med et kamera som er i stand til å spille inn 1 kvadrillion rammer per sekund, ifølge Lihong Wang, en CalTech-professor og en av kameraets oppfinnere. Kameraer så raskt kan en dag gjøre vei inn i medisinsk forskning, fortalte Wang til The Slow Mo Guys i en påfølgende video. Dette vil tillate forskere å avbilde levende menneskelig vev (inkludert hjernen) med enestående detaljer. Vi vil fortelle deg å holde øynene åpne for flere oppdateringer - men du er sannsynligvis ikke rask nok til å se dem uansett.
Redaktørens merknad: Denne artikkelen er oppdatert for å vise at 2 nanosekunder tilsvarer 2 milliarddeler av et sekund.
