محققان موفق شدند حرکت نور لیزر در هوا را مشاهده کنند [تماشا کنید]

محققان توانسته اند برای اولین بار، از حرکت پرتو لیزر در هوا فیلم بگیرند. این ویدئو با استفاده از یک دوربین سرعت بالا که در هر لحظه می تواند تک تک فوتون ها (کوچکترین واحد نور که رفتار موجی-ذره ای دارد) را شناسایی کند، تهیه شده است. برای شناسایی مسیر نور، ویدئویی به مدت شش نانو ثانیه با ثبت 20 میلیارد فریم بر ثانیه تهیه شده و سپس به صورت آهسته در آمده است.

دانشمندان دانشگاه Heriot-Watt بریتانیا، به مدت 10 دقیقه 2 میلیون پرتو لیزر را تاباندند و از بر هم نهی برخوردهای پرتوها با ذرات هوا، توانستند مسیر حرکت پرتو را به دست آورند.

در ادامه مطلب با دیجیاتو همراه باشید.

ویدئوی ضبط شده از حرکت نور لیزر را تماشا کنید:

[videojs mp4="http://cdn.digiato.com/Laser-flight-path-caught-on-camera-for-the%20-first-time.mp4"]

جِنِویو گریپی (Genevieve Gariepy)، سرگروه این تیم تحقیقاتی به The Verge گفته: « معمولاً فقط می توانستید بازتاب نور را ببینید، اما این اولین بار است که ما توانسته ایم حرکت کردن نور را مشاهده کنیم»

مشاهده نور لیزرها، به مراتب سخت تر از دیدن نور طبیعی است چراکه همه فوتون ها در مسیری یکسان و به صورت پرتوی بسیار متراکم در حال حرکت هستند. بنابراین تنها زمانی می توانید نور لیزر را مشاهده کنید که به جسمی برخورد می کند یا از محیطی دودی یا غبارآلود رد می شود، زیرا با برخورد با سایر ذرات، امکان دیدن شدن آن را فراهم می کند.

در تصویر متحرک زیر که همان ویدئوی ضبط شده است، پرتو لیزر را می بینید که مانند شفق قطبی است و با آهسته کردن ویدئو، قابل رویت شده است. این تصویر از دو جهت حائز اهمیت است: اول آن که حرکت نور را نشان می دهد و دیگر آن که قدرت شگفت انگیز دوربینی را نشان می دهد که توانسته با ثبت میلیاردها فریم، چنین دستاوردی را به همراه بیاورد.

این آزمایش قدمی رو به جلو برای آزمایشی است که پیش تر، فیزیکدانان دانشگاه MIT انجام دادند. آن ها توانستند پرتو نور را در حین عبور از شیشه نوشابه حاوی آب و شیر (برای مرئی شدن پرتو لیزر) ضبط کنند و این بار، همان تیم توانسته این آزمایش پیشرفته تر را در مدتی کوتاه تر انجام دهد. ضیط ویدئوی آزمایش قبلی یک ساعت به طول انجامید در حالی که تهیه ویدئوی آزمایش جدید، تنها 10 دقیقه طول کشید.

برای آزمایش قبلی، از دوربینی به اندازه یک پروژکتور استفاده شده بود و اینجا، از یک دوربین در اندازه دوربینی دیجیتال بهره گرفته شده. البته ممکن است این دوربین از نظر تعداد فریم ها به دوربین قبلی نرسد اما به گفته گریپی «حساسیت بسیار بیشتری دارد که امکان دیدن حرکت نور بین مولکول های هوا را فراهم می کند»

این دوربین قادر است 1024 پیکسل را در قالب یک مربع 32 در 32 ثبت کند. شاید کم به نظر برسد اما به گفته گریپی، مسیر را برای کاربردهای علمی بیشتر در آینده باز می کند. توانایی ضبط فوتون ها با چنین دقتی، دو مسیر اطلاعاتی جدید را پیش روی ما می نهد: زمانی (Temporal) و فضایی (Spatial).

اطلاعات زمانی می توانند برای بررسی فرآیندهای بسیار سریع مورد استفاده قرار گیرند و اطلاعات فضایی، می توانند برای بررسی اجسام در فضا به کار گرفته شوند. برای مثال، می توان با استفاده از این فناوری، اجسامی را که پشت موانع پنهان شده اند، مشاهده کرد. گریپی در این باره می گوید: «این فناوری همان اصل LIDAR (رادارهای نوری) است اما کمی حساس تر.»

خانم گریپی می گوید که در این زمینه بسیار کار شده (ویدئوی زیر را که مربوط به سال 2012 است تماشا کنید) و حالا توانسته ایم یک قدم نیز جلوتر برویم. دوربین جدید قابلیت جا به جایی بیشتری دارد و «حالا به کامپیوترم وصل است، می توانید آن را بیرون ببرید و برای خودتان، ویدئو ضبط کنید.»

[videojs mp4="http://cdn.digiato.com/How-to-see-around-corners.mp4"]