Imagen: Jinyang Liang and Lihong V. Wang

Un equipo de cient√≠ficos ha aprovechado la c√°mara m√°s r√°pida del mundo para capturar por primera vez el ‚Äúboom s√≥nico‚ÄĚ de la luz, un cono de Mach fot√≥nico producido por las ondas electromagn√©ticas en lugar del sonido.

Normalmente asociamos ‚Äúboom s√≥nico‚ÄĚ con la onda de choque que produce un avi√≥n al romper la barrera del sonido. Cuando una aeronave avanza a velocidad subs√≥nica, las ondas sonoras se mueven tanto por delante como por detr√°s de ella; pero cuando el avi√≥n 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.

No solo ocurre con el sonido: una vieja teor√≠a dice que la luz tambi√©n puede formar ondas c√≥nicas. Si bien no hay nada m√°s r√°pido que la velocidad de la luz, las ondas electromagn√©ticas pueden moverse m√°s lento cuando pasan a trav√©s de materiales como el vidrio. Un equipo de investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis aprovech√≥ este fen√≥meno para generar conos de Mach fot√≥nicos y captarlos por primera vez con una c√°mara especialmente dise√Īada, que produjo la imagen que ves en el GIF.

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Los investigadores, liderados por el ingeniero √≥ptico Jinyang Liang, construyeron un estrecho t√ļnel lleno de vapor de hielo seco y lo colocaron entre placas de silicona y polvo de √≥xido de aluminio. Despu√©s dispararon un l√°ser verde en pulsos de 7 picosegundos (la billon√©sima parte de un segundo) para conseguir dispersar las part√≠culas de hielo seco dentro del t√ļnel. Como la luz viajaba m√°s r√°pido en el t√ļnel que en las placas, el pulso form√≥ un cono con las ondas electromagn√©ticas que viajaban m√°s lento.

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

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