科学家首次捕捉到粒子“音爆”现象：或可应用于监测大脑

北京时间1月26日消息，据国外媒体报道，当飞机飞行速度超过音速时，就会产生“音爆”现象；当一个粒子以超音速速度飞行时，就会形成所谓的“马赫锥”现象；马赫锥与音爆现象极为相似。近日，科学家利用超高速相机首次捕捉到光的“音爆”现象，这个相机系统每秒可拍摄千亿帧画面。研究人员认为，这一创新性技术将来或可用于监测大脑中的神经刺激现象。

当超高速粒子产生冲击波，散射周围光线时，就可能形成光子马赫锥。现有的成像技术此前从未能够实时捕捉到这一现象，而且为了捕捉这一现象，可能需要数百或数千台设备通力合作。科学家梁金阳等人设计了一套新型成像系统，他们认为这一系统有望对生物医学产生革命性影响。科学家们的研究成果发于《科学进展》之上。

研究人员通过一个光源通道产生的散射光线来形成光子马赫锥现象，并实时捕捉这一现象。当通道中一道较短的激光脉冲开始扩散时，这种散射会释放出相同波长的次波。研究人员介绍说，“这些波形成一个波面展示于重叠的面板上。在这种情况下，这些散射事件会产生第二光源。在某一特定点，瞬间散射的光就会形成一个马赫锥结构。”

研究人员所设计的“无损编码压缩超快摄影”系统就可以实时捕捉到这种马赫锥。在实验中，研究人员共观测到三次。通过将这些数据重塑成像，科学家们就可以得到马赫锥现象的动态画面。实验发现了在超音速状态下的马赫锥现象。研究人员认为，这一技术进步将大大改进生物医学领域的成像技术，从而实现更好地实时监测。

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