Imagen: Jinyang Liang and Lihong V. Wang

Un equipo de científicos ha aprovechado la cámara más rápida del mundo para capturar por primera vez el “boom sónico” de la luz, un cono de Mach fotónico producido por las ondas electromagnéticas en lugar del sonido.

Normalmente asociamos “boom sónico” con la onda de choque que produce un avión al romper la barrera del sonido. Cuando una aeronave avanza a velocidad subsónica, las ondas sonoras se mueven tanto por delante como por detrás de ella; pero cuando el avión supera la velocidad del sonido, las ondas viajan a velocidades tan altas que no pueden evitarse mutuamente y forman un cono, conocido como el cono de Mach.

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No solo ocurre con el sonido: una vieja teoría dice que la luz también puede formar ondas cónicas. Si bien no hay nada más rápido que la velocidad de la luz, las ondas electromagnéticas pueden moverse más lento cuando pasan a través de materiales como el vidrio. Un equipo de investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis aprovechó este fenómeno para generar conos de Mach fotónicos y captarlos por primera vez con una cámara especialmente diseñada, que produjo la imagen que ves en el GIF.

Los investigadores, liderados por el ingeniero óptico Jinyang Liang, construyeron un estrecho túnel lleno de vapor de hielo seco y lo colocaron entre placas de silicona y polvo de óxido de aluminio. Después dispararon un láser verde en pulsos de 7 picosegundos (la billonésima parte de un segundo) para conseguir dispersar las partículas de hielo seco dentro del túnel. Como la luz viajaba más rápido en el túnel que en las placas, el pulso formó un cono con las ondas electromagnéticas que viajaban más lento.

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Los científicos captaron tres puntos de vista diferentes de este cono de Mach fotónico, dos con una imagen directa de la escena y uno con la información temporal de los eventos, y combinaron las fotografías para ofrecer una vista en movimiento del fenómeno. La cámara que se utilizó para el experimento es capaz de capturar 100.000 millones de fotogramas por segundo en una sola exposición, lo que la convierte en la cámara más rápida del mundo que no necesita iluminación externa.

Diagrama: Jinyang Liang and Lihong V. Wang

Los investigadores esperan que este sistema, capaz de captar eventos tan rápidos como los impulsos de las neuronas, sea de utilidad en neurociencia y otros campos de la biomedicina. [LiveScience]