这就是慢动作中光速的样子
光线以每秒186,000英里(每秒3亿米)的速度传播,据信它设定了宇宙不可超越的速度极限。但是光速实际上是什么样的?
这听起来似乎是一个荒谬的问题,但是加利福尼亚理工学院的光学研究人员最近制造了世界上最快的相机来寻找答案。在发布给The Slow Mo Guys YouTube频道的新视频中,加州理工学院的研究人员通过以每秒约1000亿帧的速度拍摄通过一瓶牛奶的激光束,展示了相机的功能。(作为比较,大多数电影以每秒24帧的速度拍摄。)[ 物理学中18个最大的未解之谜 ]
在最终的镜头中,当激光从左到右穿过屏幕时,光子清晰地以蓝色模糊的条纹穿过牛奶。牛奶分子有助于散射激光束中的光子,类似于宇宙尘埃云如何散射原本看不见的恒星发出的光。据王鹏,加州理工学院的博士后学生谁表现在新的视频摄像头,光线在大约2000皮秒,或2个到瓶子的长度前往十亿的一个第二。
令人惊讶的是,每秒1000亿帧仅是CalTech摄像机能够捕获的帧的一小部分。这种相机被称为T-CUP,最初在2018年10月的《光:科学与应用》杂志上发表过文章,据报道它能够以每秒10万亿帧的速度拍摄光。研究人员开发T-CUP的目的是为了以惊人的细节拍摄超短激光脉冲,换句话说,就是捕捉光速。
手机上的相机拍摄二维照片时,T-CUP是一种 条纹相机,可以非常快速地将图像记录在一个维度上。与现有的条纹相机不同,T-CUP可以通过在多个激光脉冲上记录不同水平的激光切片来生成光的合成图像,而T-CUP能够在单个帧中成像整个激光脉冲。它是通过同时将激光束转移到两个不同的摄像头,然后使用计算机程序合并两个图像来实现的。
更令人瞩目的是,加州理工学院教授,相机的发明者之一王立红表示,研究人员也许很快就能用每秒记录1万亿帧的相机超越T-CUP的功能。Wang在随后的视频中告诉The Slow Mo Guys,这种快速的相机有一天可能会进入医学研究。这将使研究人员能够以前所未有的细节为活的人体组织(包括大脑)成像。我们会告诉您睁开眼睛以获取更多更新-但无论如何,您可能不够快才能看到它们。