Fisikawan mengamati persaingan antara orde magnet - ScienceDaily
Teknologi

Mempelajari kekacauan dengan salah satu kamera tercepat di dunia – ScienceDaily


Ada hal-hal dalam hidup yang bisa diprediksi dengan cukup baik. Pasang naik dan turun. Bulan membesar dan menyusut. Bola biliar memantul di sekitar meja menurut geometri teratur.

Dan kemudian ada hal-hal yang tidak bisa diramalkan dengan mudah: Badai yang mengubah arah tanpa peringatan. Percikan air di pancuran. Cabang yang tumbuh dengan anggun dari pohon.

Fenomena ini dan fenomena serupa lainnya dapat digambarkan sebagai sistem yang kacau, dan terkenal karena menunjukkan perilaku yang dapat diprediksi pada awalnya, tetapi tumbuh semakin acak seiring waktu.

Karena peran besar yang dimainkan oleh sistem yang kacau di dunia sekitar kita, para ilmuwan dan ahli matematika telah lama berusaha untuk lebih memahaminya. Sekarang, Lihong Wang dari Caltech, Profesor Bren di departemen Teknik Medis Andrew dan Peggy Cherng, telah mengembangkan alat baru yang dapat membantu dalam pencarian ini.

Dalam edisi terbaru Kemajuan Sains, Wang menjelaskan bagaimana dia menggunakan kamera ultra cepat dari rancangannya sendiri yang merekam video dengan kecepatan satu miliar bingkai per detik untuk mengamati pergerakan sinar laser di sebuah ruangan yang dirancang khusus untuk memicu refleksi yang kacau.

“Beberapa rongga tidak semrawut, jadi jalur yang diambil cahaya bisa diprediksi,” kata Wang. Namun dalam pekerjaan saat ini, dia dan rekan-rekannya telah menggunakan kamera ultra cepat itu sebagai alat untuk mempelajari rongga yang kacau, “di mana cahaya mengambil jalur yang berbeda setiap kali kami mengulangi eksperimen.”

Kamera tersebut menggunakan teknologi yang disebut fotografi ultrafast terkompresi (CUP), yang telah ditunjukkan Wang dalam penelitian lain untuk dapat mencapai kecepatan hingga 70 triliun bingkai per detik. Kecepatan kamera CUP mengambil video membuatnya mampu melihat cahaya – benda tercepat di alam semesta – saat bergerak.

Tetapi kamera CUP memiliki fitur lain yang membuatnya secara unik cocok untuk mempelajari sistem chaos. Tidak seperti kamera tradisional yang merekam satu frame video pada satu waktu, kamera CUP pada dasarnya merekam semua frame sekaligus. Hal ini memungkinkan kamera untuk menangkap keseluruhan jalur kacau sinar laser melalui ruangan sekaligus.

Itu penting karena dalam sistem yang kacau, perilakunya berbeda setiap saat. Jika kamera hanya menangkap sebagian dari tindakan, perilaku yang tidak direkam tidak akan pernah bisa dipelajari, karena tidak akan pernah terjadi dengan cara yang persis sama lagi. Ini seperti mencoba memotret burung, tetapi dengan kamera yang hanya dapat menangkap satu bagian tubuh pada satu waktu; Selain itu, setiap kali burung itu mendarat di dekat Anda, itu akan menjadi spesies yang berbeda. Meskipun Anda dapat mencoba mengumpulkan semua foto Anda menjadi satu gambar burung komposit, burung yang berbatu itu akan memiliki paruh burung gagak, leher bangau, sayap bebek, ekor elang, dan kaki ayam. Tidak terlalu berguna.

Wang mengatakan bahwa kemampuan kamera CUP-nya untuk menangkap pergerakan cahaya yang kacau dapat memberikan kehidupan baru ke dalam studi tentang kekacauan optik, yang memiliki aplikasi dalam fisika, komunikasi, dan kriptografi.

“Beberapa waktu yang lalu lapangan sangat panas, tapi kemudian mereda, mungkin karena kami tidak memiliki alat yang kami butuhkan,” katanya. “Para eksperimentalis kehilangan minat karena mereka tidak dapat melakukan eksperimen, dan para ahli teori kehilangan minat karena mereka tidak dapat memvalidasi teori mereka secara eksperimental. Ini adalah demonstrasi yang menyenangkan untuk menunjukkan kepada orang-orang di bidang itu bahwa mereka akhirnya memiliki alat eksperimental.”

Makalah yang mendeskripsikan penelitian, berjudul “Pengamatan dan Pengendalian Kekacauan Optik Secara Real-time,” muncul di edisi 13 Januari. Kemajuan Sains. Rekan penulis adalah Linran Fan, sebelumnya dari Caltech, sekarang menjadi asisten profesor di Wyant College of Optical Sciences di University of Arizona; dan Xiaodong Yan dan Han Wang, dari Universitas California Selatan.

Pendanaan untuk penelitian ini disediakan oleh Program Penyelidik Muda Kantor Penelitian Angkatan Darat, Kantor Penelitian Ilmiah Angkatan Udara, Yayasan Sains Nasional, dan Institut Kesehatan Nasional.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney