(Phys.org) - Ett team av forskare vid Washington University i St. Louis har byggt en kameraapparat som kan fånga rörliga bilder av en optisk Mach -kon. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskapliga framsteg , teamet beskriver deras image capture system och andra möjliga tillämpningar av tekniken.

De flesta vet att när ett objekt som en jet rör sig snabbare än ljudets hastighet, en akustisk kon skapas i dess spår som kan höras som en sonisk bom. Forskare har teoretiserat att samma typ av fenomen kan uppstå med ljus, men tills nu, har inte kunnat bevisa det genom att ta bilder av det i aktion. I denna nya insats, forskarna har gjort just det, och har utvecklat ett bildtagningssystem som kan ta bilder av andra ultrasnabba händelser, också.

För att fånga bilder av en optisk Mach -kon, forskarna närmade sig problemet från båda sidor - genom att utveckla ett supersnabbt bildsystem och genom att sakta ner ljuset.

Den andra delen var lätt; allt de behövde göra var att skina en laser genom ett medium - i det här fallet, en tunnel med torrispartiklar som placerades mellan plattor av aluminiumoxidpulver och silikongummi. Ljuset från lasern reste sedan snabbare när den rörde sig genom tunneln jämfört med plattorna, möjliggör bildandet av en optisk Mach -kon.

För att fånga bilder av konen, forskarna installerade tre CCD-kameror bredvid den kongenererande apparaten, varav en var en streak -kamera (den fungerar genom att konvertera fotoner till elektroner och böja vägen de tar). Streak-kameran var också utrustad med mönstrade filter som gjorde det möjligt att ta stillbilds-sekvenser av bilder, var och en tilldelades en kod - efter att en kon hade skapats och avbildats, en 3D-bild av den skapades genom att kombinera 2-D-bitarna på sätt som påminner om en CT-skanner. De två andra kamerorna användes för att ge mer perspektiv och för att förbättra upplösningen.

Resultatet av ansträngningen var den första videon någonsin av den konformade ljusvaken som kallas en fotonisk eller optisk Mach-kon. Forskarna föreslår att samma teknik skulle kunna användas för att fånga bilder av andra händelser som individuella neuroner som skjuter - de noterar att den kan ta bilder med hastigheter upp till 100 miljarder fps.

© 2017 Phys.org