ПИУ - ПИУ!

почти дословный перевод статьи с сайта New Scientist

27 января 2015 года

Сегодня у нас статья больше для физиков, чем для астрономов. Понимаю, что это не совсем последовательно для блога, посвященного только астрономии, но пройти мимо было просто нереально. Хотя, с другой стороны, 2015 год - Год Света в астрономическом сообществе. Поэтому разрешите привнести немного света в наш серый и унылый мир!

Здесь у нас первое видео, которое показывает отражения лазерного луча зеркалами - не как сплошной ниточки, а в виде группы летящих фотонов!

Вот это да!

Несмотря на то, что подобное показывается практически в каждом втором фантастическом фильме, в реальном мире встретить движущийся импульс световой энергии совсем не просто.

Чтобы увидеть лазерный луч, необходимо получить от него какие-то фотоны. Но у лазера по определению очень узконаправленный луч, в котором все кванты света движутся в одном направлении. И только когда они встречают преграду, некоторые из них отражаются вам в глаз, и вы видите красную точку.

При прохождении луча лазера через воздух рассеивается крошечная часть фотонов. Как увеличить это количество? Можно, например, пропустить лазерный луч через дым, чьи молекулы смогут рассеять побольше фотонов. Однако, это совсем не то, что мы видим в фильмах.

"Мы хотели сделать снимки луча света, движущегося через воздух" - говорит Женевьева Гариепи (Genevieve Gariepy) из ун-та Heriot-Watt в Эдинбурге, Великобритания. "Нужно было увидеть луч, никак не взаимодействуя с ним"

Женевьева с коллегами сконструировали специальную камеру, чтобы отснять прохождение лазерного пучка через систему зеркал. Этот прибор представляет собой сетку 32 на 32 детектора, которые записывали момент, когда на них попадает фотон, с невероятной точностью, эквивалентной скорости съемки в 20 млрд кадров в секунду.

Выстреливая 2 млн пульсов в течение 10 минут и вычитая шум фона, они смогли увидеть достаточно фотонов, рассеянных воздухом, чтобы отследить путь лазерного пучка, при его отражениях от зеркал.

"В результате мы получили отдельные кадры прохода света внутри системы." - говорит Женевьева. В этом фильме кадры наложены на фоновое изображение самой установки, сделанное обычным фотоаппаратом, а цвет лазера подкрашен зеленым, чтобы отобразить реальный цвет пучка фотонов.

Эксперимент начался как обычное исследование, но Гариепи думает, что у него есть некоторые совершенно практические приложения. В другом подобном эксперименте команда сделала снимки фокусированного лазера, который ионизует молекулы воздуха, создавая плазму. Гариепи говорит, что подобная установка поможет изучить свойства подобных плазм, наблюдая в динамике их эволюцию.

Точные данные датчиков дают возможность также измерить расстояние, которое прошли фотоны - т.н. эффект "заглядывания за угол"

"Для получения подобного изображения обычными методами требуется час" - говорит Гариепи - "но с нашей установкой можно создавать целые ролики  буквально за секунды."

Ссылка на эффект "заглядывания за угол": http://www.newscientist.com/blogs/onepercent/2012/03/super-fast-laser-camera-peers.html

Ссылка на статью: http://dx.doi.org/10.1038/ncomms7021