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实验发 现了在超音速状态下的马赫锥现象
浏览: 发布日期:2019-04-19

  当飞机飞行速度超过音速时,就会产生“音爆”现象;当一个粒子以超音速速度飞行时,就会形成所谓的“马赫锥”现象;马赫锥与音爆现象极为相似。近日,科学家利用超高速相机首次捕捉到光的“音爆”现象,这个相机系统每秒可拍摄千亿帧画面。研究人员认为,这一创新性技术将来或可用于监测大脑中的神经刺激现象。

  当一个粒子以超音速速度飞行时,就会形成所谓的“马赫锥”现象;马赫锥与音爆现象极为相似。

  当超高速粒子产生冲击波,散射周围光线时,就可能形成光子马赫锥。现有的成像技术此前从未能够实时捕捉到这一现象,而且为了捕捉这一现象,可能需要数百或数千台设备通力合作。科学家梁金阳等人设计了一套新型成像系统,他们认为这一系统有望对生物医学产生革命性影响。科学家们的研究成果发于《科学进展》之上。

  研究人员通过一个光源通道产生的散射光线来形成光子马赫锥现象,并实时捕捉这一现象。当通道中一道较短的激光脉冲开始扩散时,这种散射会释放出相同波长的次波。研究人员介绍说,“这些波形成一个波面展示于重叠的面板上。在这种情况下,这些散射事件会产生第二光源。在某一特定点,瞬间散射的光就会形成一个马赫锥结构。”

  研究人员所设计的“无损编码压缩超快摄影”系统就可以实时捕捉到这种马赫锥。在实验中,研究人员共观测到三次。通过将这些数据重塑成像,科学家们就可以得到马赫锥现象的动态画面。实验发现了在超音速状态下的马赫锥现象。研究人员认为,这一技术进步将大大改进生物医学领域的成像技术,从而实现更好地实时监测。

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