Een van de populairste kanalen op YouTube is dat van de Slo Mo Guys, die allerlei acties filmen met hogesnelheidscamera's en zo details onthullen die normaal gesproken aan ons oog ontsnappen. De wetenschap heeft echter nog veel snellere camera's nodig, in de orde van miljarden beelden per seconde. Een recent onderzoek van drie universiteiten heeft geleid tot het gebruik van een fantastische supercamera, zo snel dat hij het optische equivalent van een sonische knal kan vastleggen.
De zoektocht naar ultramesbare lichtverschijnselen
De studie van licht is werkelijk fascinerend. De natuurkunde vertelt ons dat we niet sneller dan het licht kunnen reizen, maar het meten en observeren van de eigenschappen ervan is iets heel anders. Natuurlijk maakt licht het ons niet gemakkelijk, en dat leidt tot de ontwikkeling van verrassende apparatuur met een ongekend detectievermogen en gevoeligheid. Een groep onderzoekers van de universiteiten van Washington (St. Louis), Illinois en Tsinghua in China presenteerden een onderzoek naar realtime-opnamen van de verstrooiing van een laserpuls door een "fotonische Mach-kegel". Hoe wisten ze dat vast te leggen? Met een monster van een camera die 100.000 miljoen beelden per seconde kan vastleggen.
Een optische knal
De camera is uiteraard maar de helft van de vergelijking. De term "optische knal" is niet nieuw. Veel teksten verwijzen naar Cherenkov-straling, de beroemde blauwe gloed die wordt waargenomen in kernreactoren. Dit effect vereist dat licht iets langzamer wordt door zijn verplaatsing in een medium, en wat de wetenschappers hier gebruikten was een nevel van droogijs in een buis, die tussen twee platen van silicium en aluminiumoxide werd geplaatst. De "camera" is eigenlijk een verzamelnaam voor een complex systeem bestaande uit drie CCD-camera's (waarvan één fotonen omzet in elektronen) en verschillende filters. Het eindresultaat is de eerste opname van een fotonische Mach-kegel.
Toepassingen
Wat voor toepassingen kan deze technologie hebben? De verantwoordelijken suggereren in de eerste plaats biomedische toepassingen en het registreren van het "verkeer" van signalen in het menselijk brein. Later zal de prioriteit liggen op het commercialiseren van de camera's, zodat ook andere laboratoria toegang kunnen krijgen tot zo'n vooruitgang. 100.000 miljoen beelden per seconde. Laat dat getal eens bezinken...
