Amerikanske forskere gir Lucky Luke, cowboyen som trekker kjappere enn sin egen skygge, kamp om hegemoniet.
Forskergruppen ved Washington-universitetet i St. Louis har funnet en metode å filme lys som beveger seg raskere enn seg selv. Dette gjøres ved hjelp av en spesialbygget kamerarigg som tar 100 milliarder bilder i sekundet.
Prosjektet er beskrevet i en rapport publisert i magasinet Science Advances.
– Vi har brukt omtrent ett år på å utvikle teknologien, sier Jingyang Liang, et av medlemmene i forskergruppen, til Teknisk Ukeblad.
Fenomenet er i prinsippet det samme som når noe bryter lydmuren og skaper et supersonisk smell: Kilden til bølgen går raskere enn bølgene den lager.
At lys kan gå kjappere enn seg selv, er ikke nytt. Det nye er at forskerne har fanget fenomenet i én bevegelse på video.
- 400 millioner mennesker i verden trenger en slik: Nå kommer en norsk revolusjon
Slik oppstår fenomenet
Forskerne provoserer frem fenomenet ved at en laser lyser gjennom en tunnel som inneholder tørris-partikler. Plater av silikongummi tilsatt pulverisert aluminiumoksid omgir tunnelen. Disse platene reduserer hastigheten på lyset.
– Lyspulsen i tunnelen går raskere enn lyset som går gjennom platene. Pulsen forstyrrer omgivelsene. Resultatet er at du får en sjokkbølge, sier Johannes Skaar, professor ved Institutt for elektroniske systemer ved NTNU.
I 2012 ble Skaar kåret til en av landets ti mest fremragende unge forskere av Morgenbladet, og i fjor fulgte samme avis opp med å løfte ham fram som en av Norges ti Fantastiske formidlere.
Han sammenlikner lysfenomenet med mer familiære hendelser.
– Det kan enklest sammenliknes med å kjøre en båt som går raskere enn vannbølgene. Da bryter man bølgemuren, og får sjokkbølger, sier han.
Lyset danner en slags kjegleformet formasjon, slik du ser i animasjonen.
Slik fungerer oppsettet
For å fange lyset i én bevegelse, bygget forskerne en superkjapp fotograferingsmetode basert på såkalt lossless-encoding compressed ultrafast photography (LLE-CUP).
Oppsettet består av tre ulike kameraer med bildebrikke av typen CCD. Ett av kameraene er et såkalt «streak camera», som er i stand til å måle variasjon i intensiteten til en lyspuls i svært høye hastigheter. Det gjøres ved å samle inn informasjon om intensitet, tid og posisjon. Tek.no har tidligere grundig beskrevet hvordan denne typen kameraer fungerer.
Kameraet registrerer de ladde partiklenes bevegelser og danner en pulsprofil. De to andre kameraene tilfører ytterligere perspektiv og oppløsning.
Dette skal altså være første gangen de levende bildene av fenomenet er hentet fra én og samme hendelse. Tidligere har man laget videoer ved å sette sammen fotografier tatt ved ulike tidspunkter av gjentakende hendelser.
Vil filme hjernetrafikken
Skaar ved NTNU tror raske kameraer kan få svært mange anvendelser, men ønsker ikke gå inn på spesifikke områder.
Liang mener teknologien kan forbedre biomedisinen på flere måter.
– For eksempel kan man ved å utnytte informasjonen om lyssignalet få dybdeinformasjon uten bevegelsesuskarphet, sier han.
– Kameraet er raskt nok til å se at nerveceller aktiveres, og filme «den levende trafikken» i hjernen. Vi håper vi kan bruke systemet til å studere nervesystemet og forstå hvordan hjernen fungerer, sier Liang.
- Skal sende skip opp i 80 knop: Ivan (22) har utviklet ultrakjapp skrogteknologi
