ينتقل الضوء بسرعة 186000 ميل في الثانية (300 مليون متر في الثانية) ويعتقد أنه يحدد الحد الأقصى للسرعة التي لا يمكن تجاوزها في الكون. ولكن كيف تبدو سرعة الضوء في الواقع؟
قد يبدو هذا سؤالًا سخيفًا ، لكن الباحثين البصريين في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا قاموا مؤخرًا ببناء أسرع كاميرا في العالم للعثور على إجابة. في مقطع فيديو جديد تم نشره على قناة The Slow Mo Guys على YouTube ، أظهر باحثو CalTech إمكانات الكاميرا الخاصة بهم عن طريق تصوير شعاع ليزر يمر عبر زجاجة حليب بمعدل حوالي 100 مليار إطار في الثانية. (للمقارنة ، يتم تصوير معظم الأفلام بسرعة 24 إطارًا في الثانية).
في اللقطات الناتجة ، يتسلط الفوتون بوضوح عبر الحليب بتعتيم أزرق أثناء انتقال الليزر عبر الشاشة من اليسار إلى اليمين. ساعدت جزيئات الحليب في تشتيت الفوتونات في شعاع الليزر ، على غرار الطريقة التي تنتشر بها غيوم الغبار الكوني الضوء من النجوم غير المرئية. وفقًا لـ Peng Wang ، طالب ما بعد الدكتوراه في CalTech الذي أظهر الكاميرا في الفيديو الجديد ، سافر الضوء عبر طول الزجاجة في حوالي 2000 بيكو ثانية ، أو 2 مليار جزء من الثانية.
من المثير للدهشة أن 100 مليار إطار في الثانية ليست سوى جزء صغير مما تستطيع كاميرا CalTech التقاطه. عُرفت الكاميرا باسم T-CUP ، وقد تم وصفها لأول مرة في ورقة أكتوبر 2018 في مجلة Light: Science and Applications ، ويقال أنها قادرة على تصوير الضوء بمعدل 10 تريليون إطار في الثانية. طور الباحثون T-CUP لغرض صريح وهو تصوير نبضات الليزر فائقة القصر بتفاصيل مذهلة - وبعبارة أخرى ، لالتقاط سرعة الضوء.
بينما تلتقط الكاميرا على هاتفك صورًا ثنائية الأبعاد ، يعد T-CUP نوعًا من كاميرات الخطوط ، التي تسجل الصور في بُعد واحد ، بسرعة كبيرة جدًا. على عكس كاميرات الخطوط السابقة ، التي تنشئ صورًا مركّبة للضوء من خلال تسجيل شرائح أفقية مختلفة من الليزر على نبضات ليزر متعددة ، فإن T-CUP قادرة على تصوير نبضة ليزر كاملة في إطار واحد. يتم ذلك عن طريق تحويل شعاع الليزر إلى كاميرتين مختلفتين في وقت واحد ، ثم استخدام برنامج كمبيوتر لدمج الصورتين.
والأكثر إثارة للإعجاب هو أن الباحثين قد يتمكنون قريبًا من تجاوز قوة T-CUP بكاميرا قادرة على تسجيل 1 كوادريليون إطار في الثانية ، وفقًا لـ Lihong Wang ، أستاذ CalTech وأحد مخترعي الكاميرا. أخبر وانغ فريق The Slow Mo Guys في مقطع فيديو لاحق أن الكاميرات بهذه السرعة يمكن أن تشق طريقها يومًا ما إلى البحث الطبي. سيسمح هذا للباحثين بتصوير الأنسجة البشرية الحية (بما في ذلك الدماغ) بتفاصيل غير مسبوقة. نقول لك أن تبقي عينيك مفتوحتين لمزيد من التحديثات - ولكنك على الأرجح لست بالسرعة الكافية لرؤيتها ، على أي حال.
ملاحظة المحرر: تم تحديث هذه المقالة لتوضيح أن 2 نانو ثانية تعادل 2 مليار جزء من الثانية.
