ánh sáng truyền đi tại 186.000 dặm mỗi giây (300 triệu mét mỗi giây) và được cho là thiết lập các giới hạn tốc độ vô song của vũ trụ. Nhưng tốc độ ánh sáng thực sự trông như thế nào?
Nghe có vẻ như là một câu hỏi lố bịch, nhưng các nhà nghiên cứu quang học tại Viện Công nghệ California gần đây đã chế tạo máy ảnh nhanh nhất thế giới để tìm câu trả lời. Trong một video mới được đăng lên kênh YouTube của Slow Mo Guys, các nhà nghiên cứu của CalTech đã chứng minh khả năng của máy ảnh của họ bằng cách quay một chùm tia laser đi qua một chai sữa với tốc độ khoảng 100 tỷ khung hình mỗi giây. (Để so sánh, hầu hết các bộ phim được quay ở 24 khung hình mỗi giây.)
Trong đoạn phim thu được, các photon rõ ràng vệt qua sữa trong một vệt mờ màu xanh khi tia laser đi qua màn hình từ trái sang phải. Các phân tử sữa đã giúp tán xạ các photon trong chùm tia laser, tương tự như cách các đám mây bụi vũ trụ tán xạ ánh sáng từ các ngôi sao vô hình khác. Theo Peng Wang, sinh viên sau tiến sĩ CalTech, người đã trình diễn máy ảnh trong video mới, ánh sáng truyền qua chiều dài của chai trong khoảng 2.000 picos giây, hoặc 2 phần tỷ giây.
Thật đáng ngạc nhiên, 100 tỷ khung hình mỗi giây chỉ là một phần nhỏ so với những gì máy ảnh CalTech có khả năng chụp. Được biết đến với cái tên T-CUP, máy ảnh này được mô tả lần đầu tiên trong một bài báo vào tháng 10 năm 2018 trên tạp chí Light: Science and Application và được cho là có khả năng chụp ảnh ánh sáng với tốc độ 10 nghìn tỷ khung hình mỗi giây. Các nhà nghiên cứu đã phát triển T-CUP với mục đích rõ ràng là quay các xung laser ultrashort một cách chi tiết đến khó tin - nói cách khác, để ghi lại tốc độ ánh sáng.
Mặc dù máy ảnh trên điện thoại của bạn chụp ảnh hai chiều, T-CUP là một loại máy ảnh sọc, ghi lại hình ảnh theo một chiều, rất rất nhanh. Không giống như các máy ảnh sọc trước, tạo ra hình ảnh tổng hợp của ánh sáng bằng cách ghi các lát laser ngang khác nhau qua nhiều xung laser, T-CUP có thể chụp ảnh toàn bộ xung laser trong một khung hình duy nhất. Nó thực hiện điều này bằng cách chuyển hướng chùm tia laser sang hai máy ảnh khác nhau, sau đó sử dụng chương trình máy tính để kết hợp hai hình ảnh.
Đáng chú ý hơn nữa, các nhà nghiên cứu có thể sớm có thể vượt qua sức mạnh của T-CUP với một máy ảnh có khả năng ghi 1 triệu triệu khung hình mỗi giây, theo Lihong Wang, giáo sư CalTech và một trong những nhà phát minh của máy ảnh. Máy ảnh nhanh đến mức một ngày nào đó có thể đi vào nghiên cứu y học, Wang nói với The Slow Mo Guys trong một video tiếp theo. Điều này sẽ cho phép các nhà nghiên cứu hình ảnh mô người sống (bao gồm cả não) với chi tiết chưa từng có. Chúng tôi sẽ nói với bạn hãy để mắt mở để biết thêm thông tin cập nhật - nhưng có lẽ bạn không đủ nhanh để nhìn thấy chúng.
Lưu ý của biên tập viên: Bài viết này đã được cập nhật để cho thấy rằng 2 nano giây tương đương với 2 phần tỷ của một giây.
