Şam alovları və təyyarə mühərrikləri onların prekursorları kimi polisiklik aromatik karbohidrogenlərdən (PAH) kiçik his hissəcikləri istehsal edir, hər ikisi insanlar və ətraf mühit üçün zərərlidir. Bu karbon əsaslı hissəciklər kosmosda da yayılmışdır, ulduzlararası maddənin 10-12%-ni təşkil edir və elektron cihazlarda və dayanıqlı enerjidə istifadə üçün dəyərli olurlar. Bununla belə, his və PAH-ların barmaq izi siqnallarının alovda çox qısa ömürləri var – saniyənin cəmi bir neçə milyardda birindən milyonda biri qədər davam edir. Bu qısa mövcudluq həm məkanda, həm də zamanda onların davranışlarını çəkmək üçün çox sürətli kameralar tələb edir.

Hal-hazırda mövcud olan görüntüləmə sistemləri saniyədə cəmi bir neçə milyon kadr çəkə bilir və tez-tez çoxlu lazer impulsları tələb edir və istənməyən isitmə problemlərinə səbəb olur. Ənənəvi üsullar da məhduddur, çünki onlar tam hərəkətli şəkili birləşdirmək üçün bir neçə şəkli ardıcıl olaraq qeyd etməklə təkrarlanan hadisələri çəkə bilirlər. Bu məhdudiyyətlər yanma elminin tədqiqatçılarını səbirsizliklə bu çətinliklərin öhdəsindən gəlmək üçün yeni bir vasitə gözləməyə məcbur etdi.

İşıq: Elm və Tətbiqlərdə nəşr olunan yeni məqalədə Dr. Yogeshwar Nath Mishra, Dr. Peng Wang, Dr. Murthy S. Gudipati və professor Lihong V. Wang, Kaliforniya Texnologiya İnstitutundan Dr. Florian J ilə əməkdaşlıq edir. Friedrich-Alexander University Erlangen-dən Bauer, femtosaniyə lazer təbəqə ilə sıxılmış ultrafast fotoqrafiyanı (fsLS-CUP) təqdim edir. Dünyanın ən sürətli tək çəkilişli planar görüntüləmə kamerası olan bu inqilabi texnika saniyədə görünməmiş 250 milyard kadr (Gfps) ilə femtosaniyəlik lazer alov dinamikasının bütün filmlərini çəkir və onu mövcud təsvir sistemlərindən 20.000 dəfə daha sürətli edir.

Yalnız bir femtosaniyəlik lazer impulsundan istifadə edərək, fsLS-CUP eyni vaxtda geniş sahəli, real vaxt rejimində PAH-lardan lazerlə induksiya olunan flüoresansın (LIF) və his hissəciklərindən lazerlə induksiya olunan isitmənin (LIH) elastik işığın səpilməsi ilə birlikdə imkan verir. ELS) lazer-duz qarşılıqlı təsirindən.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1725430142&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-09-world-fastest-shot-2d-imaging.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiNy4wLjAiLCJ4ODYiLCIiLCIxMjguMC42NjEzLjExNCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyOC4wLjY2MTMuMTE0Il0sWyJOb3Q7QT1CcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI4LjAuNjYxMy4xMTQiXV0sMF0.&dt=1725429888964&bpp=3&bdt=2043&idt=1902&shv=r20240829&mjsv=m202408290101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D115dd7ab24f29971%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725429786%3AS%3DALNI_Mb4HUkunVQ4SLlcQFYwSX7YcUGezQ&gpic=UID%3D00000ed2d67470b8%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725350355%3AS%3DALNI_MaKBGicQZ1HLvpmn0jztfJx7BMFQA&eo_id_str=ID%3D938f1cb1871ca15e%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725429786%3AS%3DAA-AfjaB5rAggLz7wStGWiH6QCPm&prev_fmts=0x0%2C1903x919&nras=2&correlator=2382412160545&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1040&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=4&adx=447&ady=1915&biw=1903&bih=919&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C31086548%2C31086639%2C44795922%2C95338227%2C95341533%2C95341663%2C95340844%2C95341515%2C95341519&oid=2&pvsid=3266841612765124&tmod=708463450&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C919&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Dr. Yogeshwar Nath Mishra izah etdi: “Alimlər real vaxt rejimində sürətli kimyəvi reaksiyaları və materiallarla lazer qarşılıqlı təsirini çəkmək üçün ultrasürətli lazer impulslarından istifadə etdilər. Femtosaniyə lazer və zolaqlı kameradan istifadə edərək, biz fsLS-CUP adlı yeni 2D təsvir metodu hazırladıq. , bu təbiətdəki bəzi son dərəcə sürətli hadisələri tuta bilər.Oyna

00:0000:07SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

OynaKerosin alovunda həm lazerlə induksiya olunan flüoresansiyanın (LIF) və həm də lazerin yaratdığı isitmənin (LIH) eyni vaxtda 1,25 Gfps real vaxt təsviri. Kredit: İşıq: Elm və Tətbiqlər (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01588-x

“Nəticədə, o, təkcə karbohidrogen və nanohissəciklərin əmələ gəlməsi və alovda böyüməsi haqqında anlayışımızı təkmilləşdirməklə kifayətlənməyib, həm də bir çox sahələrdə potensiala malikdir və bu, onu ultra sürətli görüntüləmə texnologiyasında mühüm mərhələyə çevirir. PAH-ların ən sürətli müşahidəsini əhatə edən tədqiqatımız NASA-nın tədqiqatlarını tamamlayır. Həyatın və kosmik təkamülün mənşəyini araşdırmaq missiyası, bu texnikanın fizika, kimya, biologiya, tibb, enerji və ətraf mühit elmlərində geniş tətbiqi var.

Dr. Peng Wang vurğuladı ki, onların işi ultra sürətli görüntüləmə və elm sahəsində əhəmiyyətli irəliləyişə işarə edir, təbiət elmləri və texnologiyaları üçün vacib olan sürətli hadisələri açmaq potensialı ilə. Komanda sürət, məkan ayırdetmə qabiliyyəti və təsvirin yenidən qurulması sədaqəti daxil olmaqla, görüntüləmə performansında sərhədləri aşmağa davam edir .

Onlar yanma zamanı his və PAH-lardan lazerin yaratdığı siqnalları müşahidə etmək üçün real vaxt görüntüləməsini uğurla tətbiq ediblər. Wang hesab edir ki, davamlı innovasiya və əməkdaşlıq bu sahədə gələcək kəşflərə və anlaşmaya səbəb olacaq. Ümumiyyətlə, fsLS-CUP planar konfiqurasiyada keçici hadisələrin öyrənilməsi üçün yeni imkanlar açır.

Dr. Florian Bauer vurğuladı ki, fsLS-CUP texnikası yalnız bir femtosaniyəlik lazer nəbzindən istifadə edərək, sıxılmış algılamadan istifadə edərək bir atışda məlumat əldə edir. Metod geniş baxış sahəsi təklif edir və həm məkan, həm də müvəqqəti təfərrüatları həll edərək onu PAH-larda və karbon nanohissəciklərində müxtəlif femtosaniyəlik lazerin yaratdığı siqnalları müşahidə etmək üçün uyğunlaşdırır. O, PAH molekullarının flüoresans ömrünün 2D paylanması kimi mühüm detalları uğurla çıxarıb. Texnika həmçinin təsdiqlədi ki, femtosaniyə lazer impulsları his hissəciklərində közərməyə səbəb ola bilər.

PAH astrokimyası üzrə mütəxəssis Dr. Murthy S. Gudipati qeyd etdi ki, “PAH-lər ulduzlararası kosmosda möhkəm molekullardır. PAH-ların və karbon hisinin əmələ gəlməsini anlamaq onların astrofiziki şəraitdə də mövcudluğu haqqında biliklərimizi genişləndirir.

“Tədqiqatımız karbonla zəngin asimptotik nəhəng budaq ulduzları kimi isti mühitlərdə PAH əmələ gəlməsi ilə əlaqədardır. Bu təkamül keçirmiş ulduzların isti atmosferi və güclü ulduz küləkləri var ki, bu da PAH-ın əmələ gəlməsi üçün ideal şərait yaradır. Bundan əlavə, fövqəlnova partlayışlarının isti, genişlənən ejeksiyonu. PAH-ların yüksək temperaturda yarana biləcəyi başqa bir mühit təmin edin.”

Daha çox məlumat: Yogeshwar Nath Mishra və digərləri, Alovda femtosaniyə lazer-nanohissəciklərin dinamikasının tək nəbzli ultrasürətli real vaxt eyni vaxtda planar təsviri, İşıq: Elm və Tətbiqlər (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01588-x

Jurnal məlumatı: İşıq: Elm və Tətbiqlər 

Çin Elmlər Akademiyası tərəfindən təmin edilmişdir