Feed aggregator
Pour la Science №582: вращение Террелла — Пенроуза
Отличная статья о вращении Террелла — Пенроуза. Грубо говоря, если смотреть сбоку на какой-то предмет (например, куб), то свету нужно немного больше времени, чтобы дойти до нашего глаза от дальней грани куба, чем от ближней. В обычных условиях нам наплевать на эту разницу, но если куб движется со скоростью, близкой к скорости света, то эту разницу мы будем видеть как небольшой поворот куба — ближняя к нам грань будет как бы слегка впереди, относительно дальней.
Так вот, статья на самом деле не об эффекте — он достаточно простой, раз его описание помещается в один абзац. Статья об экспериментальном подтверждении этого эффекта. Техника напоминает классические фотографии Мейбриджа, когда вместо того, чтобы фиксировать непрерывное движение, мы разрезаем его по времени на маленькие кусочки (собственно, на этом потом принципе и был построен весь кинематограф). Здесь взяли лазер, способный выпускать очень короткие импульсы (мне понравилась единица измерения: говорить не о каких-то там долях секунд, а о дистанции, которую пробегает свет за это время, у них была боля миллиметра). Ну и примерно такую же камеру (на 3 порядка медленнее, но всё равно какие-то там пикосекунды). Плюс усилитель света, потому что надо было нагнать вон те самые 3 порядка разницы: без усиления в камеры попадало крайне мало фотонов, чтобы она их зафиксировала.
Первый эксперимент был ещё в начале 2000-х, с неподвижным предметом: он освещается этими короткими вспышками лазера, а потом фотографируется по кусочкам, слой за слоем, с задержкой, соответствующей времени, когда до этого слоя доходит свет. О нём учёные упоминают хотя бы потому, что их эксперимент был с камерой того первого эксперимента, которую они за несколько тысяч купили на eBay :-) Они с удовольствием упоминают переписывание драйверов, потому что компьютеры с тех пор несколько поменялись.
Повторив старый эксперимент, учёные начали фотографировать двигающиеся предметы. Понятно, что двигающиеся не со скоростью света — технику «нарезания» на слои адаптировали так, чтобы она соответствовала движению на большой скорости (передвигая предмет на 5 сантиметров между каждыми двумя кадрами, если каждый кадр соответствует 200 пикосекундной выдержке, мы получаем эквивалент 80% скорости света). Результат с фотографированием сферы достаточно сложно понять человеку не в теме (посмотрите на заглавную иллюстрацию в английской Википедии), но с кубом получается достаточно эффектно: он действительно «поворачивается», а его грани искривляются (примерно тот же эффект, но в другом измерении: центр вертикальной палочки находится ближе к камере, чем верхний и нижний её концы, а следовательно нам будет казаться, что концы «запаздывают», то есть палочка изгибается).
comments
Так вот, статья на самом деле не об эффекте — он достаточно простой, раз его описание помещается в один абзац. Статья об экспериментальном подтверждении этого эффекта. Техника напоминает классические фотографии Мейбриджа, когда вместо того, чтобы фиксировать непрерывное движение, мы разрезаем его по времени на маленькие кусочки (собственно, на этом потом принципе и был построен весь кинематограф). Здесь взяли лазер, способный выпускать очень короткие импульсы (мне понравилась единица измерения: говорить не о каких-то там долях секунд, а о дистанции, которую пробегает свет за это время, у них была боля миллиметра). Ну и примерно такую же камеру (на 3 порядка медленнее, но всё равно какие-то там пикосекунды). Плюс усилитель света, потому что надо было нагнать вон те самые 3 порядка разницы: без усиления в камеры попадало крайне мало фотонов, чтобы она их зафиксировала.
Первый эксперимент был ещё в начале 2000-х, с неподвижным предметом: он освещается этими короткими вспышками лазера, а потом фотографируется по кусочкам, слой за слоем, с задержкой, соответствующей времени, когда до этого слоя доходит свет. О нём учёные упоминают хотя бы потому, что их эксперимент был с камерой того первого эксперимента, которую они за несколько тысяч купили на eBay :-) Они с удовольствием упоминают переписывание драйверов, потому что компьютеры с тех пор несколько поменялись.
Повторив старый эксперимент, учёные начали фотографировать двигающиеся предметы. Понятно, что двигающиеся не со скоростью света — технику «нарезания» на слои адаптировали так, чтобы она соответствовала движению на большой скорости (передвигая предмет на 5 сантиметров между каждыми двумя кадрами, если каждый кадр соответствует 200 пикосекундной выдержке, мы получаем эквивалент 80% скорости света). Результат с фотографированием сферы достаточно сложно понять человеку не в теме (посмотрите на заглавную иллюстрацию в английской Википедии), но с кубом получается достаточно эффектно: он действительно «поворачивается», а его грани искривляются (примерно тот же эффект, но в другом измерении: центр вертикальной палочки находится ближе к камере, чем верхний и нижний её концы, а следовательно нам будет казаться, что концы «запаздывают», то есть палочка изгибается).
Categories: Friends