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Science

So sieht Lichtgeschwindigkeit in Ultrazeitlupe aus

Wie sieht es eigentlich aus, wenn Licht mit bis zu 300.000 Kilometer pro Sekunde durch den Raum düst? Forscher des California Institute of Technology haben für den YouTube-Kanal "The Slow Mo Guys" eine Serie von Filmaufnahmen mit der schnellsten Kamera der Welt durchgeführt, die einen Laserstrahl in Ultrazeitlupe festhält. Dazu filmten sie in der höchsten Stufe mit einer Framerate von unglaublichen 10 Billionen Bildern pro Sekunde.

Laser durch Plastikflasche

In den ersten auf Video festgehaltenen Experimenten nimmt die Kamera zunächst mit 100 Milliarden Bilder pro Sekunde auf. Zunächst wird ein blauer Laserstrahl durch eine kleine Plastikflasche geschickt. Diese ist mit verdünnter Milch gefüllt, um die Lichtpartikel besser nachverfolgen zu können. In der Superzeitlupe, die 2000 Pikosekunden (0,000000002 Sekunden) in etwa 8 Sekunden Länge festhält, sieht man, wie das blaue Licht sich durch die Flasche schlängelt.

Neben weiteren Tests, die das Licht zeigen, wie es in einem würfelartigen kleinen Gebilde durch Spiegel hin- und hergeschickt wird, nimmt die Kamera schließlich auch noch mit 10 Billionen Bildern pro Sekunde auf. Der kurze Ausschnitt ähnelt dem mit der größeren Wasserflasche. Aufgenommen wurden dabei aber nur wenige Millimeter eine Glasröhrchen, das wiederum mit verdünnter Milch gefüllt war.

Kaum vorstellbare Zeitlupe

Das Licht braucht beim letzten Experiment gerade einmal 50 Pikosekunden, um von A nach B zu gelangen. Die Sequenz ist aber ebenfalls fast sieben Sekunden lang. Eine abgefeuerte Kugel aus einer Waffe würde bei dieser Zeitlupe mehrere Jahre brauchen, um vom einen Ende zum anderen Ende des Raumes zu gelangen. Diese Behauptung von Planet Slow Mo haben wir allerdings nicht nachgerechnet. Die Bilder sind jedenfalls faszinierend.

Mit der Kamera haben die Forscher aber noch nicht das Ende der Fahnenstange erreicht. Künftig wollen sie Filmaufnahmen mit einer Billiarde Bilder pro Sekunde erlauben. Die Technologie könnte in der Medizin eingesetzt werden, um lebende Zellstrukturen etwa im Gehirn in ungeahnter Präzision abzubilden.

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Martin Stepanek

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