فیلم حرکت آهسته از “نور”

بیگ بنگ: نور با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند. این بعنوان حد سرعت در کیهان شناخته می‌شود که هرگز نمی‌توان از آن بالاتر رفت. ولی این سرعت و

حرکت در عمل چگونه است و چگونه به نظر می‌آید؟

این شاید پرسشی چرند به نظر برسد، اما پژوهشگران نوری در بنیاد فن‌آوری کالیفرنیا (کلتک) بتازگی سریع‌ترین دوربین جهان را برای یافتن پاسخ این پرسش به کار بردند. این دانشمندان در ویدیوئی که در کانال یوتیوب Slow Mo Guys منتشر کردند توانمندی‌های دوربینشان را با فیلمبرداری با سرعت حدود ۱۰۰ میلیارد فریم در ثانیه از یک باریکۀ پرتوی لیزر که از درون یک بطری شیر می‌گذرد به رخ کشیدند (به یاد داشته باشید که سرعت بیشتر فیلم‌های معمولی ۲۴ فریم در ثانیه است).

در ویدئوی به دست آمده، با پیشروی باریکۀ لیزر، فوتون‌ها به روشنی رد افشان آبی‌رنگی از چپ به راست به جا می‌گذارند. مولکول‌های شیر به پراکنش فوتون‌های باریکه‌ی لیزر کمک می‌کنند، مانند چیزی که در ابرهای غبار کیهانی رخ می‌دهد و نور ستارگانِ پنهان در دلشان را می‌پراکنند. پنگ وانگ، دانشجوی پسادکترای کلتک که توانمندی‌های این دوربین را به نمایش گذاشته دربارۀ این آزمایش می‌گوید نور با سرعت حدود ۲۰۰۰ پیکوثانیه یا ۲ میلیونیم ثانیه امتداد بطری را می‌پیماید. در ویدئوی زیر فیلمبرداری با سرعت حدود ۱۰۰ میلیارد فریم در ثانیه از جابجایی یک باریکۀ لیزر درون یک بطری را مشاهده نمایید:

شگفت اینکه ۱۰۰ میلیارد فریم در ثانیه تنها جزئی از توان ِ تصویربرداری دوربین کلتک است. این دوربین که تی-کاپ (T-CUP) نام دارد، نخستین‌بار اکتبر ۲۰۱۸، در نشریه‌ Light: Science and Applications توصیف شده بود و بر پایۀ آن گزارش، می‌تواند با سرعت ۱۰ تریلیون فریم در ثانیه از نور فیلمبرداری کند. پژوهشگران تی-کاپ را صرفا برای فیلمبرداری تپ‌های لیزر بی‌اندازه کوتاه با جزئیاتی باورنکردنی -به بیان دیگر، رسیدن به سرعت نور- طراحی کردند.

دوربین‌های گوشی‌های همراه عکس‌های دو-بعدی می‌گیرند، ولی تی-کاپ گونه‌ای “دوربین سریع” یا رگه-رگه کننده (streak camera) است که با سرعت بسیار بسیار بالا عکس‌هایی در یک بعد می‌گیرد. برخلاف دوربین‌های رگه رگۀ گذشته که با ثبت برش‌های گوناگون افقی از لیزر در چندین تپ لیزر، عکس‌هایی ترکیبی از نور می‌گرفتند، تی-کاپ می‌تواند یک تپ کامل لیزر را در یک تک-فریم ثبت کند. تی-کاپ این کار را با تغییر مسیر همزمانِ باریکۀ لیزر به سوی دو دوربین گوناگون، و سپس بهره‌گیری از یک برنامه‌ رایانه‌ای برای پیوند دو تصویر انجام می‌دهد.

لی‌هونگ وانگ، استاد کلتک و یکی از سازندگان این دوربین می‌گوید نکتۀ چشمگیرتر این است که شاید پژوهشگران بزودی بتوانند با ساختن دوربینی با سرعت ۱ کوادریلیون فریم در ثانیه، از توان ِ تی-کاپ هم فراتر بروند. دوربین‌هایی با این سرعت می‌توانند راه خود را به پژوهش‌های پزشکی هم بگشایند. این می‌تواند به پژوهشگران امکان دهد تا عکس‌هایی با جزئیات بی‌سابقه از بافت زندۀ انسان (از جمله بافت مغز) بگیرند.

این مورد را ارزیابی کنید
(0 رای‌ها)

نظر دادن

کانون نجوم زاوش در یک نگاه

  باشگاه نجوم کانون علوم در فرهنگسرای بهمن از سال 1379 با تشکیل کلاسهای آموزشی در دوره های مقدماتی و متوسطه برای گروههای سِنّی مختلف شروع به کار نمود. فعالیت رشته نجوم از همان سال 1379 به دبیری آقای مهندس عتیقی شروع شد و از ابتدای نیمه دوم سال 1381 با فراخوانی دوباره اعضاء، باشگاه شکل گرفت و از اواخر سال 1381 با نام «باشگاه نجوم زاوُش» رسمیت بیشتری یافت، و بیش ازگذشته با جدیت تمام به برنامه های نجومی پرداخت. چنانچه تا کنون 23 نشست علمی در زمینه های مختلف علم نجوم برگزارکرده است.   از سال  1384هم باشگاه نجوم به دبیری بنده مرحله جدیدی را شروع کرده است. و اکنون یکی ازفعالترین باشگاههاست. اما در این بین با برگزیدن اهدافی  بر آنست که روح جستجوگری در افرادعلاقه مند به نجوم اغناء شود و مسیر زندگی عادی تنوع بیشتری یابد.  

دبیر کانون نجوم زاوش

علیرضا ولیاری

فعالیت های کانون

از جمله خدماتی که در کانون نجوم زاوش ارائه می گردد،می توان به جلسات هفتگی اشاره نمود که روز یکشنبه هر هفته برگزارمیگردد. و برگزاری نشستهای علمی رصد رویدادهای نجومی "کسوف،گذر سیارات..." اجرای شب های رصدی برگزارنمودن شامگاه های رصدی رصد هلالهای ماه های قمری بر روی برج نجومی و...   

علیرضا  ولی یاری

yon.ir/zavosh