Polscy naukowcy pokazali, jak naprawdę wyglądałyby lasery w „Gwiezdnych wojnach”

Jak wygląda prawdziwy strzał z lasera? Czy różni się od tych, które oglądamy w filmach? Polscy naukowcy udostępnili niezwykłe nagranie, na którym pokazali wolno przemieszczający się impuls świetlny.

Kilka tygodni temu w artykule „Bzdury na ekranie. Najgorsze filmy z nowymi technologiami w tle” wspominałem o całkowicie niezgodnych z fizyką manewrach, jakie wykonują statki kosmiczne m.in. w „Gwiezdnych wojnach”. A co z laserami? Czy pokazywane w wielu różnych filmach różnokolorowe strzały mają cokolwiek wspólnego z rzeczywistością?

Naukowcy z Centrum Laserowego Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk i Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego postanowili pokazać, jak wyglądałby prawdziwy laserowy „strzał”. Problemem okazało się sfilmowanie pojedynczego impulsu.

dr hab. Yuriy Stepanenko:

Gdyby ktokolwiek chciał sfilmować pojedynczy impuls świetlny tak, by ten poruszał się na filmie równie wolno, co na naszym nagraniu, musiałby użyć kamery pracującej z szybkością miliarda klatek na sekundę.

Aby obejść to ograniczenie naukowcy postanowili zastosować pomysłową sztuczkę i działającą wolniej kamerę zsynchronizowano z laserem, generującym 10 impulsów na sekundę. Po każdym z nich kamera rejestrowała obraz nieco opóźniony w stosunku do poprzedniego „strzału”. W rezultacie na filmie powstaje złudzenie wolno przemieszczającego się impulsu świetlnego.

W rzeczywistości każdy z impulsów, generowanych przez laser o mocy ponad 10 terawatów zbudowany w Centrum Laserowym IChF PAN i FUW, trwał tylko kilkanaście femtosekund (biliardowych części sekundy). Możemy zobaczyć go na filmie, ponieważ miał tak wielką moc, że natychmiast jonizował napotkane atomy, w wyniku czego wzdłuż niego tworzył się tzw. filament, czyli włókno plazmy.

dr Paweł Wnuk:

Tak naprawdę w każdej klatce naszego filmu widać inny impuls laserowy. Na szczęście fizyka wciąż pozostawała ta sama. Na nagraniu możemy więc obserwować wszystkie efekty związane z przemieszczaniem się impulsu laserowego w przestrzeni, w szczególności zmiany w oświetleniu otoczenia w zależności od położenia impulsu oraz tworzenie się rozbłysków na ścianach w chwili, gdy światło przechodzi przez rozpraszający je obłok skroplonej pary wodnej.