北京時(shí)間4月11日消息,據(jù)國外媒體報(bào)道,光速為3億米/秒,被認(rèn)為是宇宙中不可逾越的速度極限,但是光速究竟是怎樣的呢?慢動作下的光速呈現(xiàn)怎樣的效果呢?
這聽起來可能是一個(gè)荒謬的問題,近期美國加州理工學(xué)院光學(xué)研究員成功研制世界上拍攝速度最快的相機(jī),將有助于揭曉這個(gè)答案。在YouTube網(wǎng)站發(fā)布的一段視頻中,加州理工學(xué)院研究人員展示了他們的相機(jī)性能:拍攝一束激光以每秒大約1000億幀的速度穿過一瓶水(相比之下,電影制作是以每秒24幀的速度拍攝)。
在最新的視頻中,當(dāng)激光從左至右穿過屏幕時(shí),光子以一團(tuán)藍(lán)色模糊物質(zhì)清晰地穿過瓶子。水分子幫助散射激光束中的光子,類似于宇宙灰塵云散射其它看不見的恒星光線。加州理工學(xué)院博士后王鵬(音譯)在視頻中演示了這款相機(jī)的拍攝過程,他指出,光在大約2000皮秒(5億分之一秒)的時(shí)間穿過了瓶子的長度。
令人吃驚的是,每秒拍攝1000億幀圖像僅是加州理工學(xué)院新款相機(jī)拍攝功能的一部分,這款相機(jī)叫做“T-CUP”,2018年10月發(fā)表在《光:科學(xué)和應(yīng)用》雜志的一篇研究報(bào)告首次對其進(jìn)行了描述,并報(bào)道稱其能以每秒10萬億幀的速度拍攝光線。研究人員研制T-CUP相機(jī)的目的是拍攝短激光脈沖不可思議的細(xì)節(jié),也就是說,用于捕捉光速。
人們的手機(jī)相機(jī)能夠拍攝二維照片,但是T-CUP相機(jī)是一種超高速掃描相機(jī),能夠非常快速地記錄一維圖像。之前的超高速掃描相機(jī)通過記錄多個(gè)激光脈沖的不同水平切片來合成光圖像,而T-CUP相機(jī)能夠在一個(gè)幀中成像整個(gè)激光脈沖,它將激光束同時(shí)轉(zhuǎn)移至兩個(gè)不同相機(jī)上,然后使用計(jì)算機(jī)程序?qū)煞鶊D像結(jié)合起來。
更值得注意的是,據(jù)加州理工學(xué)院教授、T-CUP相機(jī)研制者之一的王立紅(音譯)稱,研究人員不久將研制性能更優(yōu)異的相機(jī),甚至可以超越T-CUP相機(jī),每秒能夠記錄1000萬億幀圖像。未來這種快速相機(jī)可能會進(jìn)入醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域,能夠成像人類活體組織(包括大腦)的具體細(xì)節(jié)。
關(guān)鍵詞: