光速究竟是怎样的呢?慢动作下的光速呈现怎样的效果呢?

文章作者:管理一号 | 2019-04-11
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在YouTube网站发布的一段视频中,加州理工学院研究人员展示了他们的相机性能:拍摄一束激光以每秒大约1000亿帧的速度穿过一瓶水(相比之下,电影制作是以每秒24帧的速度拍摄)在YouTube网站发布的一段视频中,加州理工学院研究人员展示了他们的相机性能:拍摄一束激光以每秒大约1000亿帧的速度穿过一瓶水(相比之下,电影制作是以每秒24帧的速度拍摄)

北京时间4月11日消息,据国外媒体报道,光速为3亿米/秒,被认为是宇宙中不可逾越的速度极限,但是光速究竟是怎样的呢?慢动作下的光速呈现怎样的效果呢?

这听起来可能是一个荒谬的问题,近期美国加州理工学院光学研究员成功研制世界上拍摄速度最快的相机,将有助于揭晓这个答案。在YouTube网站发布的一段视频中,加州理工学院研究人员展示了他们的相机性能:拍摄一束激光以每秒大约1000亿帧的速度穿过一瓶水(相比之下,电影制作是以每秒24帧的速度拍摄)。

在最新的视频中,当激光从左至右穿过屏幕时,光子以一团蓝色模糊物质清晰地穿过瓶子。水分子帮助散射激光束中的光子,类似于宇宙灰尘云散射其它看不见的恒星光线。加州理工学院博士后王鹏(音译)在视频中演示了这款相机的拍摄过程,他指出,光在大约2000皮秒(20亿分之一秒)的时间穿过了瓶子的长度。

令人吃惊的是,每秒拍摄1000亿帧图像仅是加州理工学院新款相机拍摄功能的一部分,这款相机叫做“T-CUP”,2018年10月发表在《光:科学和应用》杂志的一篇研究报告首次对其进行了描述,并报道称其能以每秒10万亿帧的速度拍摄光线。研究人员研制T-CUP相机的目的是拍摄短激光脉冲不可思议的细节,也就是说,用于捕捉光速。

人们的手机相机能够拍摄二维照片,但是T-CUP相机是一种超高速扫描相机,能够非常快速地记录一维图像。之前的超高速扫描相机通过记录多个激光脉冲的不同水平切片来合成光图像,而T-CUP相机能够在一个帧中成像整个激光脉冲,它将激光束同时转移至两个不同相机上,然后使用计算机程序将两幅图像结合起来。

更值得注意的是,据加州理工学院教授、T-CUP相机研制者之一的王立红(音译)称,研究人员不久将研制性能更优异的相机,甚至可以超越T-CUP相机,每秒能够记录1000万亿帧图像。未来这种快速相机可能会进入医学研究领域,能够成像人类活体组织(包括大脑)的具体细节。

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