Je hebt er ’s werelds snelste camera voor nodig, maar dan heb je ook wat: de lichtsnelheid in slowmotion.
Met een duizelingwekkende vaart van bijna 300 miljoen meter per seconde is licht zeer waarschijnlijk het snelste wat er is. Mocht je je weleens hebben afgevraagd hoe dat eruitziet, dan ben je niet de enige. Vorig jaar bouwden wetenschappers van Caltech en het INRS, speciaal om deze reden, ’s werelds snelste camera.
Met behulp van de nieuw ontwikkelde T-CUP-methode kan deze monstercamera maar liefst 10 biljoen (1012) beelden per seconde schieten. Youtube’s Slow Mo Guys mochten met het team meekijken toen ze de voortbeweging van zo’n razendsnelle lichtbundel showden – extréém vertraagd natuurlijk.
Lees ook:
Slow motion
The Slow Mo Guys, zoals de naam al doet vermoeden, staan bekend om hun sterk vertraagde, slowmotion-filmpjes; van een knappende ballon tot blikseminslag. Hun YouTube-kanaal staat vol met indrukwekkende beelden, maar de nieuwste video spant de kroon. Het duo, Gavin Free en Dan Gruchy, krijgen regelmatig het verzoek om de lichtsnelheid in slowmotion te laten zien. Dat lukte nu eindelijk.
In het eerste experiment wordt een laserstraal door een flesje gestuurd dat is gevuld met een watermelkmengsel. In het filmpje (hierboven) is te zien hoe de fotonen – de lichtdeeltjes waaruit de laserpuls bestaat – als een soort nevel van links naar rechts bewegen. Net als hoe wolken ruimtestof, licht van anders onzichtbare sterren, verstrooien en zo zichtbaar maken, doen de melkmoleculen dat voor de fotonen in de laserstraal.
Voor dit eerste experiment schoot de camera 100 miljard beelden per seconde (bps). En dat was geen overbodige luxe; het kostte het licht namelijk slechts een piepkleine 2000 picoseconden, oftewel 2 miljoenste van een seconde, om door het flesje te bewegen.
Stuiterend licht
In het tweede experiment, wederom op 100 miljard bps, stuurt de groep de laser door een zogenaamde ‘chaosholte’ (Engels: chaotic cavity). De spiegeltjes in dat kleine kamertje zorgen ervoor dat het licht, in dit geval slechts 1 femtoseconde (10-15) ervan, er als een soort pingpongbal doorheen stuitert.
Bij het derde experiment wordt de power van de camera opgevoerd. Met 500 miljard bps wordt de verstrooiing van het licht op miniatuurtjes van de Slow Mo Guys zichtbaar. Met 20 bps is de opname met een duizelingwekkende factor van 25 miljard keer vertraagd.
Duizelingwekkende snelheid
En last, maar zeker niet least, het laatste experiment, waarbij de camera eindelijk op volle toeren draait; 10 biljoen beelden per seconde.
Wellicht zul je denken: “met zulke duizelingwekkende snelheden zal de camera vast niet meer te overtreffen zijn.” Fout. Het Caltech-team is bezig met het ontwikkelen van een nog sneller exemplaar, honderdmaal sneller om precies te zijn. Met 10 biljard (10.000.000.000.000.000) beelden per seconde, is ‘razendsnel’ echt een understatement.
Het hele filmpje kun je hieronder bekijken:
Bronnen: The Slow Mo Guys/YouTube, Caltech/Light: Science and Applications, 2018
Beeld: The Slow Mo Guys/YouTube
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!