科學家第一次拍攝到了光的「音爆」畫面

這是第一次，研究人員使用一種新型的超高速攝像機拍攝光線，創造一個「音爆」，稱為「光子馬赫錐」。這種新型的超速相機，可以在一秒鐘內捕捉到令人難以置信的1萬億幀。

當某些東西比它發射的波浪傳播得更快時，就會產生一個馬赫錐。這種情況通常發生在當飛機的運行速度超過聲音的速度時，併產生巨大的聲音。但並不是很多人都知道光可以做同樣的事情。

那麼如何創造一個「光子馬赫錐」呢？起初認為，光也可以製造一個馬赫錐似乎是可笑的。畢竟在真空中沒什麼比光速更快，大約每秒30萬公里。

但光可以減慢，並且它可以比其他材料更快地滑過一些材料。這是科學家能夠創建「光子馬赫錐」的原因。

在這個實驗中，來自華盛頓大學的光學工程師Liang帶領的一組研究人員，在硅橡膠和粉末狀氧化鋁的兩塊板之間建立了一個通道。他們用乾冰霧填充間隙，然後發射7皮秒激光脈衝，從懸浮顆粒中散射。

光線通過隧道壁比霧更慢，創造了「光子馬赫錐」：

雖然已有其他技術已被用於捕獲這些光錐，這是第一次實時拍攝的一個實例。為了做到這一點，研究人員不得不創建一個全新的類型的超快照相機。

2011年，馬薩諸塞理工學院研發了一個相機，可以捕獲一個光脈衝通過一個塑料瓶。他們使用稱為「條紋相機」的技術，將序列轉換為空間信息的方式掃描圖像。該團隊拍攝了500張圖像，分別拍攝了萬億分之一秒時間，這些照片顯示了其縱向通過瓶子時顯示光散射。

然而，為了使該過程順利進行，必須一次又一次地對場景進行成像以建立足夠的數據。但這這不是真正有用的捕獲事件，因為它不方便重複。

相反，Liang和他的團隊發現了一種方法來提供多個需求。使用「條紋相機」，他們捕獲了同一事件的三個視圖。一個視圖捕獲了一系列圖像，剩下的兩個記錄每次拍攝的時間。這樣，他們可以有效地標記每個圖像，保持它們的順序。

為了測試它，他們第一次拍攝了「光子馬赫錐」。

然而，這種技術的真正好處可以用於醫學研究，相機是足夠快，能夠觀察到神經元的發射和大腦中的圖像實時交互。我們希望我們可以使用我們的系統來研究神經網路，以了解大腦如何工作。