РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как физики впервые сняли на видео световую «ударную волну»

В 2017 году американским ученым впервые удалось наблюдать, как свет оставляет за собой конус, напоминающий ударную волну, которая возникает при движении сверхзвукового самолета.
Тэги:
Как физики впервые сняли на видео световую «ударную волну»

Когда объект движется сквозь атмосферу, воздух обтекает его, и в результате возникают звуковые волны. Если скорость объекта равна скорости звука в той среде, в которой он движется, или превышает ее, объект обгоняет волны, которые создает. Фронты таких волн пересекаются, резонируют и усиливают друг друга. В результате за летящим со сверхзвуковой скоростью объектом остается расходящийся «хвост» усиленных акустических колебаний, гораздо более мощных, чем те, что рождаются движущимися на дозвуковых скоростях объектами.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Плоскость, ограничивающая область возмущений, называется конусом Маха. Предыдущие исследования доказали, что фотоны способны оставлять следы, так же имеющие коническую форму., а недавно ученым из удалось наблюдать их образование и даже записать его на видео.

Credit: Liang et al. Sci. Adv.2017;3:e1601814

Частицы света путешествуют сквозь вакуум со скоростью света — около 300 000 км/с, и, согласно Эйнштейну, ничто не может двигаться быстрее света в вакууме. Зато свет может двигаться медленнее — например, если его распространение затрудняет среда. Стекло замедляет свет на 40%, а в некоторых экспериментах физикам удаётся уменьшать скорость в миллионы раз, практически останавливая фотоны.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Чтобы получить фотонные конусы Маха, физики из Вашингтонского университета в Сент-Луисе создали для фотонов тоннель, заполненный сухим льдом и зажатый между панелями из силикона и порошка оксида алюминия. Сквозь тоннель пропустили короткие вспышки видимого света зеленого цвета, каждая из которых длилась по 7 пикосекунд (пикосекунда — одна триллионная секунды). Зеленый свет рассеивался, натыкаясь на частицы сухого льда, и рассеянный свет частично попадал на силиконовые пластинки.

Свет проходил через тоннель гораздо быстрее, чем через материал пластинок, и оставлял позади конус более медленных световых волн, которые, распространяясь, накладываются друг на друга.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Загрузка статьи...