Licht bewegt sich mit 300 Millionen Metern pro Sekunde (186.000 Meilen pro Sekunde) und setzt vermutlich die unübertreffliche Geschwindigkeitsbegrenzung des Universums. Aber wie sieht die Lichtgeschwindigkeit tatsächlich aus?
Es mag sich nach einer lächerlichen Frage anhören, aber optische Forscher am California Institute of Technology haben kürzlich die schnellste Kamera der Welt gebaut, um eine Antwort zu finden. In einem neuen Video, das auf dem YouTube-Kanal von The Slow Mo Guys veröffentlicht wurde, demonstrierten CalTech-Forscher die Fähigkeiten ihrer Kamera, indem sie einen Laserstrahl filmten, der mit etwa 100 Milliarden Bildern pro Sekunde durch eine Milchflasche lief. (Zum Vergleich: Die meisten Filme werden mit 24 Bildern pro Sekunde gedreht.)
Im resultierenden Filmmaterial streifen Photonen deutlich in blauer Unschärfe durch die Milch, während sich der Laser von links nach rechts über den Bildschirm bewegt. Milchmoleküle halfen dabei, die Photonen im Laserstrahl zu streuen, ähnlich wie Wolken aus kosmischem Staub das Licht von ansonsten unsichtbaren Sternen streuen. Laut Peng Wang, dem Postdoktoranden von CalTech, der die Kamera in dem neuen Video vorführte, wanderte das Licht in etwa 2.000 Pikosekunden oder 2 Milliardstel Sekunden durch die Länge der Flasche.
Erstaunlicherweise sind 100 Milliarden Bilder pro Sekunde nur ein Bruchteil dessen, was die CalTech-Kamera aufnehmen kann. Die als T-CUP bekannte Kamera wurde erstmals in einem Artikel vom Oktober 2018 in der Zeitschrift Light: Science and Applications beschrieben und kann Berichten zufolge Licht mit 10 Billionen Bildern pro Sekunde fotografieren. Die Forscher entwickelten T-CUP für den ausdrücklichen Zweck, ultrakurze Laserpulse in unglaublichen Details zu filmen - mit anderen Worten, um die Lichtgeschwindigkeit zu erfassen.
Während die Kamera Ihres Telefons zweidimensionale Fotos aufnimmt, ist T-CUP eine Art Streifenkamera, die Bilder in einer einzigen Dimension sehr, sehr schnell aufzeichnet. Im Gegensatz zu früheren Streifenkameras, die zusammengesetzte Lichtbilder durch Aufzeichnen verschiedener horizontaler Laserschnitte über mehrere Laserpulse erzeugen, kann der T-CUP einen gesamten Laserpuls in einem einzigen Bild abbilden. Dazu wird der Laserstrahl gleichzeitig auf zwei verschiedene Kameras umgeleitet und anschließend mit einem Computerprogramm die beiden Bilder kombiniert.
Noch bemerkenswerter ist, dass Forscher möglicherweise bald die Leistung von T-CUP mit einer Kamera übertreffen können, die 1 Billiarde Bilder pro Sekunde aufnehmen kann, so Lihong Wang, CalTech-Professor und einer der Erfinder der Kamera. Kameras, die so schnell sind, könnten eines Tages ihren Weg in die medizinische Forschung finden, sagte Wang den Slow Mo Guys in einem nachfolgenden Video. Dies würde es Forschern ermöglichen, lebendes menschliches Gewebe (einschließlich des Gehirns) mit beispiellosen Details abzubilden. Wir empfehlen Ihnen, die Augen offen zu halten, um weitere Updates zu erhalten - aber Sie sind wahrscheinlich sowieso nicht schnell genug, um sie zu sehen.
Anmerkung des Herausgebers: Dieser Artikel wurde aktualisiert, um zu zeigen, dass 2 Nanosekunden 2 Milliardstel Sekunden entsprechen.
