超高速カメラを使って光の衝撃波を撮影することに成功 36
ストーリー by hylom
光のソニックブーム 部門より
光のソニックブーム 部門より
米セントルイス・ワシントン大学の研究者らが、「光の衝撃波（マッハコーン」）を観測することに成功した（GIGAZINE、Engadget Japanese、Phys.org）。
衝撃波は、非常に速いスピードで移動する物体の周りに発生する圧力波であり、ソニックブームの発生原因であることで知られている。光でも同様の現象が発生することは予測されていたが、これを物理現象として実際に記録できたことは初めてだという。
実際に光速を超えて物体を移動させることは困難であるため、実験ではレーザー光を使って擬似的に光の衝撃波が発生したような状況を再現、それを毎秒1000億フレームの撮影が可能な超高速度カメラで撮影したとのこと。
「ドライアイスの水蒸気」 (スコア:1)
ドライアイスの水蒸気で満たした筒状の空間に緑色のレーザーの光パルスを発射し、 [gigazine.net]
観測するという実験を行いました。
さすがGIGAZINE。相変わらず科学関連では意味不明な文章を書くｗ
Re:「ドライアイスの水蒸気」 (スコア:2)
「ドライアイスが気化して周りの水分が凝結し雲状になっている筒状の空間」
なのかなと思ってリンク先読んだら。
"designed a narrow tunnel filled with dry ice fog. "
「ドライアイスで満たされた狭いトンネルを設計した」
と有りますね、自分の想像を加味して記事書いちゃったんだろうなぁ。
ニュースサイトならダメだけどまとめ系ブログとしては元記事リンクも在るしこれくらいはいいんだろうね。
Ultrafast Camera Captures 'Sonic Booms' of Light for First Time
http://www.livescience.com/57572-ultrafast-camera-captures-sonic-booms... [livescience.com]
Re: (スコア:0)
> 「ドライアイスが気化して周りの水分が凝結し雲状になっている筒状の空間」
いや、それでいいんですよ。dry ice fogというのもそういう意味。
でも「水蒸気」では無い。水蒸気は水の気体状態で、無色透明です。
ましてや「ドライアイスの水蒸気」とはなんのことやら意味が分からん。
Re:「ドライアイスの水蒸気」 (スコア:2)
まあ、世の中、「湯気」と「水蒸気」違いを分かっている奴がどれだけいるか…
Re:「ドライアイスの水蒸気」 (スコア:1)
Re:「ドライアイスの水蒸気」 (スコア:2)
個人的は後者が好きですが、社会的にはマズいですね。
Re: (スコア:0)
水蒸気でやけどするのがお好みで?
Re: (スコア:0)
・・・水蒸気がすべて100度以上だと思ってらっしゃる？
Re: (スコア:0)
「謎の光」は？
Re:「ドライアイスの水蒸気」 (スコア:1)
# やっとストーリーに戻った! (違
Re: (スコア:0)
そういうドヤ顔するのは、ご自分が説明できるときのみしなさい
君もわかっていない分類に入るのでは？
Re: (スコア:0)
教師がわかってなくてろくに説明しないですからね
Re:「ドライアイスの水蒸気」 (スコア:1)
水を入れたボウルにドライアイス落としたらブクブク泡立って煙が上がるのを見た記憶で「ドライアイスの水蒸気」と捉えているんだろうな。
と好意的に解釈。
Re: (スコア:0)
研究チームは「今回使用したハイスピードカメラが脳内を移動するニューロンの観測に使えるようになるかもしれない」と話しています。
もなんとも。
リンク先英文記事の
"Our camera is fast enough to watch neurons fire and image live traffic in the brain," Liang told Live Science.
を訳したのだとすると、ニューロン自体の移動じゃなくて、ニューロン間での信号伝達の事ですよね。
よく読むと＝突込みどころ (スコア:0)
> 実際に光速を超えて物体を移動させることは困難である
普通にチェレンコフ光って、そいつじゃないの？
> 実験ではレーザー光を使って擬似的に光の衝撃波が発生したような状況を再現
つまりリアルじゃない。
Re:よく読むと＝突込みどころ (スコア:2)
普通にパルスレーザー照射したときの散乱光を観測したみたいですね。
Single-shot real-time video recording of a photonic Mach cone induced by a scattered light pulse | Science Advances
http://advances.sciencemag.org/content/3/1/e1601814 [sciencemag.org]
散乱媒体を集めるよう設定した中を光に誘導された光学的マッハコーンが伝搬していく様子を超ハイスピードビデオで録画し報告する。
#無理訳っぽい・・・
Re:よく読むと＝突込みどころ (スコア:1)
うむ。チェレンコフ放射はまさに衝撃波の光バージョンで、
それが作るコーン状の波面もきれいに観測されている [osapublishing.org]。(ビデオ [youtube.com])
だから、
「光でも同様の現象が発生することは予測されていたが、これを物理現象として実際に記録できたことは初めて」
というわけではなくて、「波面の移動を連続的に記録できたのは初めて」ということらしい、論文によると。
（前述のビデオはストロボスコープ [wikipedia.org]撮影のような手法を使っていて、連続写真ではないらしい）
Re: (スコア:0)
チェレンコフ光では飛んでいるのは荷電粒子ですが、今回のは飛んでるのも光子なのでは？
Re:よく読むと＝突込みどころ (スコア:1)
photonic Mach coneで引用されている論文（DOI: 10.1109/3.114）によると、
古典的なチェレンコフ輻射との違いは輻射の源が点（荷電粒子）では無く、
dipole moment（レーザーパルスによって媒質の物質で分極が起こる。
コーンの角度は媒質の誘電率で決まる）で、有限の空間的広がりをもつ
という事の様です。
その違いが輻射のスペクトルや時間的な特徴に強く影響するとのこと。
Re: (スコア:0)
つまりごくありふれた光の散乱現象ですね。今回はその単一過程を
記録できていることに意味があります。
ただ，その気持ちは分からないでもないですが，Photonic Mach Cone
などとミスリードを誘う現象名を使うことには疑問を感じます。
Re: (スコア:0)
そうだけど、その違いが何か問題？
Re: (スコア:0)
「困難」ってことは、なんとかすればできるってことだな。
できないことは「不可能」って書くだろうし。
難しかったけど光速を超えて移動できたよ、ってんならその方が大ニュースになる。
Re:よく読むと＝突込みどころ (スコア:2)
チェレンコフ光が起こる原理は、ある意味光速を越えた状態なんですよ。
光は通過する媒体によって伝播速度が遅くなる。（だから、違う媒体を通るときに屈折する。）
しかし、その媒体に影響されない高速の荷電粒子が、その媒体での光の伝播速度より速いと、光を伝播する面の壁を突き破って通過することになり光（衝撃波）を発する。
で、伝播面を突き破っていく姿を撮影したって話。（シミュレーションみたいだけど）
Re:よく読むと＝突込みどころ (スコア:1)
光の伝播速度が遅くなった所でレーザー「光」がそれより速いってことに突っ込む奴はいないのか。
the.ACount
Re:よく読むと＝突込みどころ (スコア:1)
http://advances.sciencemag.org/content/3/1/e1601814.full [sciencemag.org] （論文はオープンアクセス）の Fig.1
.......＼.......... 光速度が遅い部分
.........＼........
-----------------
・ ・ ・ レーザーの通る細い道は霧を入れていないので速く進む
-----------------
.........／........
.......／..........
高速な通り道のところどころに光散乱用の微粒子が置いてある
そこで散乱された光が光速度の遅いところで衝撃波を形成する
という感じらしいっぽいような気がする
（単に屈折を見てるんじゃないかって？ 自分は知識が足りないから、そう言われるとそんな気がする）
Re:よく読むと＝突込みどころ (スコア:1)
紹介サイトが軒並み勘違いしているので分かりにくいですが，
光の衝撃波というものが発生しているわけではありません。
光が速く伝搬する領域の両側に遅く伝搬する領域があると，
散乱光が衝撃波のような形に伝搬するということです。
Re: (スコア:0)
そう聞くとそんなの当たり前じゃんと思ってしまう・・・
実際にモデルを再現したことに意味があるってことかね・・・
Re: (スコア:0)
光子(みつこ)ちゃんはうかっり屋さんなのでたまに光より速く走ってしまうことがある。
ルール違反なのは承知してますが大目に見てください。
Re: (スコア:0)
こんなんできるかー！
意義はなに? (スコア:0)
高速撮影のデモ、
理論予測の検証、
工学者のホビー
さあ
Re:意義はなに? (スコア:1)
論文にもあるけど、基本的には
>高速撮影のデモ
になるんじゃないかな。
パルスに対する応答とか色々計算はあるけど、光強度などによっては非線形領域になったりでその計算が
どこまで正しいかは保証がなくなってくる。そういう場合の検証に使えるぐらいに高速撮影が可能になった
ってことのデモンストレーション。
Re: (スコア:0)
もしかして基礎研究に対していちいち
「それが何の役に立つんですか？」って聞いちゃうタイプ？
Re: (スコア:0)
Engadgetの記事を最後まで読みましょう。
疑問 (スコア:0)
直線状に何キロも光源を配置して置いて
それを順番に光らせることを考える
このときの光ってる部分の変わるスピードが光速を超えるようにする
そんなことをやったら
光の衝撃波みたいな状況をつくれたりしないのだろうか？
Re: (スコア:0)
それは実際には何物も移動していないから、どこにも「速度」というような概念は存在していない。
「移動」しているように見えるのは、君の頭が作り出す錯覚だ。
Re: (スコア:0)
そういう実験をしたと言う記事が、数年前ここでとりあげられたような記憶があります。
誰かの日記かもしれませんが。
今回のようなマッハコーンが発生したと記憶してます。
ググる気力は無いので、悪しからず。