Ljus reser med 186 000 miles per sekund (300 miljoner meter per sekund) och tros sätta universumets oöverträffliga hastighetsgräns. Men hur ser ljusets hastighet egentligen ut?
Det kanske låter som en löjlig fråga, men optiska forskare vid California Institute of Technology byggde nyligen världens snabbaste kamera för att hitta ett svar. I en ny video som skickats till The Slow Mo Guys YouTube-kanal, visade CalTech-forskare sin kameras kapacitet genom att filma en laserstråle som passerade genom en flaska mjölk med cirka 100 miljarder bilder per sekund. (Som jämförelse filmas de flesta filmer med 24 bilder per sekund.)
I de resulterande bilderna strimmar fotoner tydligt genom mjölken i en blå oskärpa när lasern rör sig över skärmen från vänster till höger. Mjölkmolekyler hjälpte till att sprida fotonerna i laserstrålen, liknande hur moln av kosmiskt damm sprider ljuset från annars osynliga stjärnor. Enligt Peng Wang, CalTechs postdoktorand som demonstrerade kameran i den nya videon, reste ljuset genom flaskans längd på cirka 2 000 picosekunder, eller 2 miljarder sekund.
Fantastiskt är 100 miljarder bilder per sekund bara en bråkdel av vad CalTech-kameran kan fånga. Känd som T-CUP beskrevs kameran först i ett papper från oktober 2018 i tidskriften Light: Science and Applications och kan enligt uppgift fotografera ljus med 10 biljoner ramar per sekund. Forskarna utvecklade T-CUP för det uttryckliga syftet att filma ultrashort-laserpulser i otrolig detalj - med andra ord för att fånga ljusets hastighet.
Medan kameran på din telefon tar tvådimensionella foton, är T-CUP en typ av streckkamera, som spelar in bilder i en enda dimension, mycket mycket snabbt. Till skillnad från tidigare streckkameror, som skapar sammansatta bilder av ljus genom att spela in olika horisontella laserskivor över flera laserpulser, kan T-CUP avbilda en hel laserpuls i en enda ram. Det gör detta genom att vidarebefordra laserstrålen till två olika kameror samtidigt och sedan använda ett datorprogram för att kombinera de två bilderna.
Mer anmärkningsvärt är fortfarande att forskare snart kan överträffa T-CUP: s kraft med en kamera som kan spela in 1 kvadrillion ramar per sekund, enligt Lihong Wang, en CalTech-professor och en av kamerans uppfinnar. Kameror så snabbt kunde en dag komma in i medicinsk forskning, berättade Wang till The Slow Mo Guys i en efterföljande video. Detta skulle göra det möjligt för forskare att avbilda levande mänsklig vävnad (inklusive hjärnan) med en aldrig tidigare skådad detalj. Vi ber dig att hålla ögonen öppna för fler uppdateringar - men du är antagligen inte tillräckligt snabb för att se dem.
Redaktörens anmärkning: Den här artikeln har uppdaterats för att visa att 2 nanosekunder motsvarar 2 miljarder sekund.
