可視化新方法直觀呈現(xiàn)“特勒爾效應”
原標題:可視化新方法直觀呈現(xiàn)“特勒爾效應”
科技日報訊 (記者劉霞)奧地利維也納工業(yè)大學與維也納大學聯(lián)合研究團隊近日利用一種創(chuàng)新的可視化方法,首次將狹義相對論中的“特勒爾效應”直觀地呈現(xiàn)在世人面前。1959年,兩位科學家分別得出結(jié)論:快速移動的物體看起來在旋轉(zhuǎn)。這種奇特現(xiàn)象被稱為“特勒爾效應”。歷經(jīng)60余年,研究人員終于將這一效應可視化。相關(guān)成果發(fā)表于最新一期《通訊·物理學》雜志。
假設(shè)一枚火箭以90%的光速呼嘯而過,其長度會縮短2.3倍。這是狹義相對論中的長度收縮,也稱為洛倫茲收縮。但“特勒爾效應”認為,在拍攝快速移動物體的照片時,由于從物體不同部分到達觀察者眼睛(或相機)的光線傳播時間不同,快速移動的物體看起來會旋轉(zhuǎn)。
洛倫茲收縮現(xiàn)象早已被實驗反復證實,但科學家始終未能觀察到“特勒爾效應”。
為攻克超高速觀測面臨的難題,研究團隊另辟蹊徑。他們利用飛秒激光脈沖照射立方體和球體模型,同時配合超精密時間門控相機,巧妙地將光速“降檔”至2米/秒——相當于普通人散步的速度。
利用這種“時空慢放”技術(shù),研究團隊捕捉到了球體和立方體的光學失真,將“特勒爾效應”直觀呈現(xiàn):立方體在圖像中逐漸呈旋轉(zhuǎn)狀態(tài),前緣變得突出,后緣則如披風般向后舒展;而球體雖然由于對稱性外形不變,表面光斑卻分布不均。
研究人員表示,這種可視化讓深奧的物理理論“大白于天下”,有助于科學家更深刻地理解難以捉摸的相對論世界。這不僅是科學上的成功,也是藝術(shù)與科學之間碰撞出的火花。幾年前,藝術(shù)家恩納爾·德·迪奧斯·羅德里格斯與該校科學家合作,探索了超快攝影的可能性以及由此產(chǎn)生的“慢光速”效應。
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