ほとんどの人は、彼らがどのように機能するかを正確に知らなくても、ソニックブームに精通しています。 NASAは、空気は音の速度よりも速く移動しているオブジェクトに対して流体のように反応すると説明しています。 このスピーディなオブジェクトは、周囲の空気分子を急速に押し合わせ、空気の波状の変化を引き起こします。この変化は、船の航跡のようなマッハコーンと呼ばれるコーンに広がります。 衝撃波が地上の観測者を通過すると、空気圧の変化によりソニックブームが発生します。
以前の研究では、光が「フォトニックマッハコーン」と呼ばれる同様の円錐形の後流を生成する可能性があることが示唆されました、 LiveScienceの Charles Q. Choiは報告しています。 しかし、彼らはアイデアをテストする方法がありませんでした。 現在、セントルイスのワシントン大学の研究者は、実際に光のブームを捉えることができる超高速カメラを開発しました。
チェは、光学技術者のyang陽梁と彼の同僚がドライアイスからの煙で満たされたトンネルを通して緑色のレーザーを発射したと報告しています。 トンネルの内部は、シリコンゴムと酸化アルミニウム粉末でできたプレートで囲まれていました。 アイデアは、光が異なる材料を異なる速度で移動するため、プレートがレーザー光を減速させ、円錐形の光跡を残すというものでした。
科学者は、超高速カメラを使用して、さまざまな材料での光の散乱をうまく撮像しました。 クレジット：Science Advances賢明ではありますが、このセットアップは研究の主流ではありませんでした。研究者がイベントをキャプチャするために開発した「ストリーク」カメラでした。 チェ氏は、ロスレスエンコード圧縮超高速写真（LLE-CUP）と呼ばれる写真技術は、1回の露出で毎秒1, 000億フレームをキャプチャできるため、研究者は超高速イベントをキャプチャできると報告しています。 カメラは機能し、レーザーによって初めて作られた光円錐の画像をキャプチャしました。 結果は、ジャーナルScience Advancesに表示されます。
「当社のカメラは、スナップショットを撮って1つの画像を記録するだけの一般的なカメラとは異なります。当社のカメラは、最初に動的イベントのすべての画像を1つのスナップショットにキャプチャすることで機能します。 そして、それらを1つずつ再構成します」とLiangは、 New Scientistの Leah Craneに語ります。
この新しい技術は、革新的な新しい科学への扉を開く可能性があります。 「当社のカメラは、ニューロンの発火を観察し、脳内のライブトラフィックを画像化するのに十分な速さです」とLiang氏は語ります。 「私たちのシステムを使用してニューラルネットワークを研究し、脳の仕組みを理解できることを願っています。」
実際、LLE-CUPは強力すぎてニューロンを見ることができません。 「カメラはおそらく速すぎると思います」とLiangはInverseの Kastalia Medranoに話します。 「だからそれをしたいなら、それを修正して速度を落とすことができる。 しかし、今では何マイルも先の画像モダリティがあります。そのため、速度を下げたい場合はそれを行うことができます。」
Liang氏によると、この技術は既存のカメラ、顕微鏡、望遠鏡で使用できます。 Craneは、ニューロンや癌細胞などの機能を調べることができるだけでなく、超新星などの物体の光の変化を調べるためにも使用できると報告しています。
