A maioria das pessoas está familiarizada com booms sonoros, mesmo que não saibam exatamente como funcionam. A NASA explica que o ar reage como um fluido a objetos que estão se movendo mais rápido que a velocidade do som. Esse objeto veloz força rapidamente as moléculas de ar ao redor, causando uma mudança de onda na pressão do ar que se espalha em um cone chamado cone Mach, como a esteira de um barco. Quando a onda de choque passa sobre um observador no solo, a mudança na pressão do ar produz o estrondo sônico.
Pesquisas anteriores sugeriram que a luz também poderia produzir um similar em forma de cone, chamado de "cone Mach fotônico", relata Charles Q. Choi da LiveScience . Mas eles não tinham como testar a ideia. Agora, pesquisadores da Universidade de Washington em St. Louis desenvolveram uma câmera ultrarrápida que pode capturar o boom da luz em ação.
Choi relata que o engenheiro óptico Jinyang Liang e seus colegas dispararam um laser verde através de um túnel cheio de fumaça de gelo seco. O interior do túnel era cercado por placas feitas de borracha de silicone e pó de óxido de alumínio. A idéia era que, como a luz viaja em diferentes velocidades através de diferentes materiais, as placas retardariam a luz do laser, que deixaria uma esteira de luz em forma de cone.
Usando uma câmera ultra-rápida, os cientistas conseguiram obter imagens da dispersão da luz em diferentes materiais. Crédito: Avanços da ciênciaEmbora inteligente, essa configuração não foi a estrela do estudo - foi a câmera de "raia" que os pesquisadores desenvolveram para capturar o evento. Choi relata que a técnica de fotografia, chamada de fotografia ultra-rápida compactada com codificação sem perda (LLE-CUP), pode capturar 100 bilhões de imagens por segundo em uma única exposição, permitindo que os pesquisadores capturem eventos ultra-rápidos. A câmera funcionou, capturando imagens do cone de luz criado pelo laser pela primeira vez. Os resultados aparecem na revista Science Advances.
“Nossa câmera é diferente de uma câmera comum em que você tira uma foto e grava uma imagem: nossa câmera funciona primeiro capturando todas as imagens de um evento dinâmico em uma única foto. E então nós os reconstruímos, um por um ”, Liang conta a Leah Crane na New Scientist .
Essa nova tecnologia poderia abrir as portas para uma nova ciência revolucionária. "Nossa câmera é rápida o suficiente para assistir a disparos de neurônios e a imagem do tráfego ao vivo no cérebro", diz Liang a Choi. "Esperamos poder usar nosso sistema para estudar redes neurais para entender como o cérebro funciona."
De fato, o LLE-CUP pode ser muito poderoso para observar os neurônios. “Acho que nossa câmera provavelmente é muito rápida”, diz Liang ao Kastalia Medrano da Inverse . “Então, se quisermos fazer isso, podemos modificá-lo para retardá-lo. Mas agora temos a modalidade de imagem a quilômetros de distância, então, se quisermos reduzir a velocidade, podemos fazer isso. ”
A tecnologia, diz Liang Crane, pode ser usada com câmeras, microscópios e telescópios existentes. Não só pode olhar para o funcionamento de coisas como neurônios e células cancerígenas, também poderia ser usado para examinar mudanças na luz em objetos como supernova.
