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这是光速在慢动作中的样子

科普小知识2022-05-08 10:42:35
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光速是3×10-8米/秒,这被认为是宇宙中不能超越的速度极限。但是光速是多少?

这个问题听起来可能很荒谬,但是加州理工学院的光学研究人员最近制造了世界上最快的照相机来寻找这个问题的答案。他们在YouTube上发布了一个新视频,展示了他们相机的性能。在视频中,激光束以每秒1000亿帧的速度穿过一瓶牛奶(作为参考,大多数电影是以每秒24帧的速度拍摄的)。

在最后一段视频中,当激光从左到右穿过屏幕时,光子清晰地划过牛奶中的蓝色模糊。牛奶分子可以帮助散射激光束中的光子,就像宇宙尘埃云散射来自其他不可见恒星的光一样。加州理工学院博士后王鹏在视频中展示了摄像机。他说光在大约2000皮秒(百万分之二秒)内穿过瓶子(从瓶底到瓶口的长度)。

这是光速在慢动作中的样子

这是光速。(照片来源:慢动作男/youtube)

令人惊讶的是,每秒1000亿帧仅仅是加州理工学院相机强大捕捉能力的一小部分。这款名为T-CUP的相机首次发表在2018年《光:科学与应用》杂志上。据报道,它能以每秒10万亿帧的速度发射光线。研究人员开发了照相机来捕捉超短激光脉冲的细节——换句话说,捕捉光速。

当你的手机相机正在拍摄2D的照片时,T-CUP是一款条纹相机,可以非常快速地记录一维图像。与早期的条纹相机不同,它可以在一帧中成像整个激光脉冲,而先前的条纹相机通过在多个激光脉冲上记录不同级别的激光切片来创建光的合成图像。T-CUP同时将激光束分成两个不同的摄像机,然后用计算机程序将两个图像合成。

根据加州理工学院教授、照相机发明者之一王力宏的说法,研究人员可能很快就能开发出每秒能记录1万亿帧的照相机,远远超过T-CUP的性能。王力宏说,这样快的照相机有一天可能会进入医学研究领域。这将使研究人员能够以更极端的方式观察人类组织(包括大脑)。我们会告诉你睁大眼睛——但是也许你根本看不见它们,它们太快了。

蝌蚪工作人员从太空编译,翻译李同信,必须授权重印