スローモーションでの光の速度は次のようになります

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光は毎秒186,000マイル(毎秒3億メートル)移動し、宇宙の比類のない速度制限を設定すると考えられています。しかし、光の速度は実際にはどのように見えますか?

ばかげた質問のように聞こえるかもしれませんが、カリフォルニア工科大学の光学研究者は最近、答えを見つけるために世界最速のカメラを作りました。 CalTechの研究者たちは、The Slow Mo GuysのYouTubeチャンネルに投稿された新しいビデオで、牛乳瓶を通過するレーザービームを毎秒約1000億フレームで撮影することにより、カメラの機能を実証しました。 (比較のために、ほとんどの映画は24フレーム/秒で撮影されています。)

結果として得られる映像では、レーザーが画面を左から右に移動するにつれて、光子が青いぼかしで牛乳をはっきりと通ります。宇宙の塵の雲が他の方法では見えない星からの光を散乱させるのと同様に、乳分子がレーザービームの光子を散乱させるのを助けました。新しいビデオでカメラを実演したCalTech博士研究員のPeng Wang氏によると、光はボトルの全長を約2,000ピコ秒(20億分の1秒)で通過しました。

驚くべきことに、毎秒1,000億フレームは、CalTechカメラがキャプチャできるもののほんの一部です。 T-CUPとして知られるこのカメラは、2018年10月の論文「Light:Science and Applications」で初めて説明され、毎秒10兆フレームの光を撮影できると報告されています。研究者たちは、超短レーザーパルスを信じられないほど詳細に撮影するという、言い換えれば、光の速度を捉えるためのT-CUPを開発しました。

携帯電話のカメラは2次元の写真を撮影しますが、T-CUPは一種のストリークカメラで、画像を1次元で非常に高速に記録します。複数のレーザーパルスにわたってレーザーの異なる水平スライスを記録することで光の合成画像を作成する従来のストリークカメラとは異なり、T-CUPは単一のフレームでレーザーパルス全体を画像化できます。これは、レーザービームを2つの異なるカメラに同時に方向転換し、コンピュータープログラムを使用して2つの画像を結合することによって行われます。

さらに注目すべきは、CalTechの教授でありカメラの発明者の一人であるLihong Wang氏によると、研究者は間もなく1秒間に1兆フレームを記録できるカメラでT-CUPのパワーを超える可能性があります。 Wang氏は、これほど高速なカメラがいつの日か医学研究に浸透する可能性があると、次のビデオでThe Slow Mo Guysに語った。これにより、研究者は前例のない詳細で生きている人間の組織(脳を含む)を画像化できます。今後のアップデートに目を光らせておくようお伝えしますが、とにかくそれらを見るのに十分な速さではないでしょう。

編集者注:この記事は、2ナノ秒が20億分の1秒に相当することを示すように更新されました。

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