Először filmezték le a lézernyaláb útját a levegőben

Az edinburghi Heriot-Watt Egyetem kutatói egy rendkívül érzékeny kamera segítségével rögzítették, hogyan pattog a lézernyaláb ide-oda két tükör között.

Először filmezték le a lézernyaláb útját a levegőben

Az edinburghi Heriot-Watt Egyetem kutatói elsőként filmezték le, ahogy egy lézernyaláb áthalad a levegőn, és ide-oda pattog két tükör között. Bár a tudományos-fantasztikus filmekben igen látványos, ahogy a lézerfegyverek sugarai keresztülszáguld a levegőn vagy az űrön, a valóságban egyáltalán nem könnyű megjeleníteni ezt a folyamatot.

Ahhoz, hogy valamit képesek legyünk látni, az adott objektumról fotonoknak kell eljutniuk a szemünkben. A lézerből távozó fotonok azonban egy koncentrált nyalábban haladnak, így csak akkor észlelhetjük ezeket, ha a sugár útjába olyasvalami kerül, amely képes visszaverni a nyaláb fényének egy részét. A fotonok egy kis százaléka persze levegő molekuláin is szóródik, normális esetben azonban ezek olyan kevesen vannak, hogy túl halványak az emberi szem számára. A problémára megoldást jelenthet, ha megnöveljük a lebegőben levő részecskék számát és méretét, például egy füstfelhőn lőjük keresztül a nyalábot, az azonban még mindig nem ugyanaz, mint amit a filmekben látni.

Genevieve Gariepy és kollégái pedig elhatározták, hogy nem érik be kevesebbel: úgy jelenítik meg a nyalábot, hogy nem zavarják meg jelentősebben annak útját, és le is filmezik, ahogy a sugár átszeli a levegőt. Ehhez először is egy olyan érzékeny kamerára volt szükségük, amely képes észlelni a levegő molekuláin szóródó fotonokat is. Ezt a szerepet egy 32 x 32 detektorból álló szenzorhálózat töltötte be, amely rendkívüli pontossággal rögzítetteaz egyes fotonok beérkezésének időpontját. A rendszer annyira érzékeny, hogy a gyakorlatban egy 20 milliárd fps-es kamerának felel meg, tehát másodpercenként 20 milliárd képkockát képes rögzíteni.

A kutatók a kísérlet során egy zöld színű lézerrel tüzeltek az előre elrendezett tükrökre, és közben a kamerával oldalról rögzítették az eseményeket. Egy 10 perces időszak alatt összesen 2 milliószor sütötték el a lézert, majd megszabadították a háttérzajtól a felvételeket, és összefésülték ezeket, így már elegendő szóródott foton jött össze ahhoz, hogy a nyaláb útját követni lehessen. A videón a detektorokhoz érkező fotonok adatait jelenítették meg képileg, és a kirajzolódó nyalábot zöldre festették, hogy passzoljon a lézer tényleges színéhez. A felvételen kitűnően látszik, hogy a pulzusok nem olyan formát fesznek fel, mint amilyennek a tipikus lézernyaláb vonalzóval húzott egyenes vonalát elképzelnénk, hanem érdekes, enyhén elmosódott, lövedékszerű alakjuk van.

A kísérlet puszta szakmai kihívásként indult ugyan, de Gariepy úgy véli, hogy a roppant érzékeny szenzoregyüttes praktikus célokra is használható lehet. Korábbi kísérletek során a szakértők már próbálkoztak azzal, hogyan lehet akadályok mögé rejtett tárgyakat lefotózni a rajtuk szóródó néhány foton felhasználásával. „A dolog ugyanazon az elven működik, mint a LIDAR, de jóval érzékenyebb” – mondja a kutatás vezetője. Az újfajta kamera sokkal hordozhatóbb és gyorsabb, mint bármely más olyan koncepció, amellyel az eddigiek során sarkok vagy akadályok mögé próbáltak belesni a szakértők.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward