La mayoría de las personas están familiarizadas con los auges sónicos, incluso si no saben exactamente cómo funcionan. La NASA explica que el aire reacciona como un fluido a los objetos que se mueven más rápido que la velocidad del sonido. Este objeto rápido fuerza rápidamente a las moléculas de aire circundantes juntas, causando un cambio ondulatorio en la presión del aire que se extiende en un cono llamado cono de Mach, como la estela de un barco. A medida que la onda de choque pasa sobre un observador en el suelo, el cambio en la presión del aire produce el auge sónico.
Investigaciones anteriores sugirieron que la luz también podría producir una estela similar en forma de cono, llamada "cono fotónico de Mach", informa Charles Q. Choi en LiveScience . Pero no tenían forma de probar la idea. Ahora, los investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis han desarrollado una cámara ultrarrápida que puede captar el boom de la luz en acción.
Choi informa que el ingeniero óptico Jinyang Liang y sus colegas dispararon un láser verde a través de un túnel lleno de humo de hielo seco. El interior del túnel estaba rodeado por placas de caucho de silicona y polvo de óxido de aluminio. La idea era que, dado que la luz viaja a diferentes velocidades a través de diferentes materiales, las placas reducirían la velocidad de la luz láser, lo que dejaría una estela de luz en forma de cono.
Usando una cámara ultrarrápida, los científicos tomaron imágenes con éxito de la dispersión de la luz en diferentes materiales. Crédito: Avances científicosAunque inteligente, esta configuración no fue la estrella del estudio, fue la cámara "raya" que los investigadores desarrollaron para capturar el evento. Choi informa que la técnica de fotografía, llamada fotografía ultrarrápida comprimida con codificación sin pérdida (LLE-CUP), puede capturar 100 mil millones de fotogramas por segundo en una sola exposición, lo que permite a los investigadores capturar eventos ultrarrápidos. La cámara funcionó, capturando imágenes del cono de luz creado por el láser por primera vez. Los resultados aparecen en la revista Science Advances.
“Nuestra cámara es diferente de una cámara común en la que simplemente toma una instantánea y graba una imagen: nuestra cámara funciona al capturar primero todas las imágenes de un evento dinámico en una sola instantánea. Y luego los reconstruimos, uno por uno ”, le dice Liang a Leah Crane en New Scientist .
Esta nueva tecnología podría abrir la puerta a una nueva ciencia revolucionaria. "Nuestra cámara es lo suficientemente rápida como para ver cómo las neuronas disparan e imaginan el tráfico en vivo en el cerebro", le dice Liang a Choi. "Esperamos poder utilizar nuestro sistema para estudiar redes neuronales para comprender cómo funciona el cerebro".
De hecho, LLE-CUP puede ser demasiado poderoso para observar las neuronas. "Creo que nuestra cámara es probablemente demasiado rápida", le dice Liang a Kastalia Medrano en Inverse . “Entonces, si queremos hacer eso, podemos modificarlo para reducir la velocidad. Pero ahora tenemos la modalidad de imagen que está muy por delante, por lo que si queremos reducir la velocidad podemos hacerlo ”.
La tecnología, Liang le dice a Crane, puede usarse con cámaras, microscopios y telescopios existentes. Crane informa que no solo puede observar el funcionamiento de cosas como las neuronas y las células cancerosas, sino que también podría usarse para examinar los cambios de luz en objetos como la supernova.
