Kuidas näevad välja tõelised laserkuulid?

Laserkuulid on ulmefilmides üsna sagedane nähtus. Aga tegelikkuses? Poola füüsikud T.Fok, Y.Stepanenko ja W.Wegrzynski on oma teravatise laseri justeerimise käigus võtnud vaevaks ja teinud video sellest, kuidas sellise ülivõimsa laseri tekitatud valgusimpulss (“valguskuul”) lendab. Video (vt allpool) näib üsna arusaadav – tõepoolest, midagi helendavat liigub piki koridori.  Aga siin on nii mõndagi seletamist.

Esiteks, ükskõik mis omadustega valguskiire nägemiseks peab õhus leiduma osakesi, millelt osa valguskiires olevast valgusenergiast hajub. Tavaliselt näeme väikestel osakestel (näiteks tolm või veeaur) hajunud valgust. Käesoleval juhul on laserkiir sedavõrd võimas, et see ioniseerib õhu aatomid ja valgus tekib elektronide ja positiivsete ioonide rekombineerumisel. Poolel teel vastasseinani on maha asetatud õhuniisuti, hele sähvatus tekib valguse sealt läbiminekul.

Teiseks: igasuguse valguskuuli levimise kiiruseks on ikkagi valguse kiirus ehk ca 300000km/s. Videos on kasutatud laseriga sünkroniseeritud ülikiiret kaamerat, mis valib pildistamise hetki nii, et igasse järgmisesse kaadrisse satuks sobivas kohas olev valgusimpulss (laserist tuli neid välja sagedusega kümme tükki sekundis). Ehk siis iga selle video kaader näitab erinevat valgusimpulssi. Vaatajale jääb mulje aeglasest liikumisest.

Pange tähele, et kasutatud kaamera parameetritest annab aimu videos näha oleva impulsi (valguskuuli) pikkus. 30 cm läbimiseks kulub valgusel 0,1 nanosekundit, selles suurusjärgus peab olema ka kasutatud kaamera ajaline lahutus. See on tõepoolest väga vinge kaamera – nanosekundeid mahub sekundisse miljard tükki! Muide, selline ülilühike säriaeg seletab ka mustvalge pildi – lühike säriaeg tähendab vähe valgust ja suure valgustundlikkusega kaamerad ongi reeglina mustvalged.

Mõtlemisülesandeid:

* Milline pidi välja nägema selle eksperimendi pilt reaalajas, kui seda vaatab inimsilm?

* Kuidas saab laseri võimsus olla terawatt (tera – kümme astmes 12), kui näiteks Narva elektrijaamade võimsust mõõdetakse megavattides (mega on kümme astmes 6)

Valguskuulidega seoses on veel lugusid rääkida. Aga neist edaspidi.