Dos láseres superpuestos están ayudando a los investigadores de física de la Universidad Estatal de Kansas a crear imágenes holográficas de partículas de aire que fluyen libremente, lo que puede ayudar a los científicos del clima y los perros guardianes de armas biológicas a monitorear lo que hay en el aire. Crédito:Universidad Estatal de Kansas
Las imágenes holográficas de partículas de aire que fluyen libremente pueden ayudar a los perros guardianes del cambio climático y de las armas biológicas a monitorear mejor la atmósfera, según un estudio reciente de la Universidad Estatal de Kansas.
El investigador principal Matthew Berg, profesor asociado de física, dijo el estudio, publicado en Nature's Informes científicos , es clave para comprender la composición de aerosoles de la atmósfera terrestre.
"Tenemos estos pequeños trozos de partículas flotando en el aire y la gente quiere saber de qué están hechos, pero si los perturbamos, podría cambiar su forma, ", Dijo Berg." Hasta ahora, No ha habido una forma única y segura de confirmar las propiedades de tamaño y forma de las partículas en su forma natural. Hemos resuelto el problema inverso ".
Refiriéndose a un problema que se trabaja al revés de los resultados a la causa, Berg dijo antes de este estudio, el problema inverso con las partículas de aerosol consistía en gran parte en conjeturas basadas en cálculos matemáticos. Los investigadores no pudieron definir objetivamente las partículas de aerosol que flotan libremente porque simplemente capturar una partícula y mirarla bajo un microscopio podría cambiar su forma o tamaño físico. Ahora, pueden hacer rebotar ondas de luz en la partícula y medir la desviación.
El láser verde es el método tradicional que se puede utilizar para medir la desviación de la luz, izquierda. Al proporcionar el láser rojo, Los investigadores también obtienen una imagen 3-D que puede explicar subjetivamente una variedad de formas de partículas, medio. La imagen SEM de la derecha es de un microscopio electrónico que es una partícula representativa como la que proporciona la imagen izquierda y media. Crédito:Universidad Estatal de Kansas
El método explicado en la publicación toma imágenes holográficas de partículas mientras flotan en el aire usando dos láseres superpuestos:uno rojo y otro verde. El láser verde es el método tradicional que se puede utilizar para medir la desviación de la luz; proporcionando el láser rojo, también obtienen una imagen tridimensional que puede explicar subjetivamente una variedad de formas de partículas.
"Obtenemos las dos propiedades, tamaño y forma, que siempre hemos querido obtener, ", Dijo Berg." Todavía tenemos todas las ventajas que la gente tuvo en los últimos 50 años:dispersión de luz, sin contacto y las mediciones se pueden hacer rápidamente, y luego podemos ponerlo en un instrumento y volarlo por el aire ".
Berg está trabajando para instalar el láser en un avión no tripulado para medir las partículas de aerosol que fluyen libremente en la atmósfera. Eliminar las partículas de su entorno natural puede cambiar la forma de las partículas, Dijo Berg. Por ejemplo, si las partículas están congeladas en la atmósfera y los científicos las recolectan para llevarlas al suelo para estudiarlas, las partículas podrían fundirse y cambiar de forma y tamaño.
"Si pensamos en la ciencia del clima, quieren saber el tamaño y la forma de las partículas que flotan en la atmósfera, ", Dijo Berg." Esta información puede ayudar a los científicos del clima a dar cuenta de la cantidad de luz solar que esas partículas se dispersan en el espacio o absorben, y si absorben, cuánto calentará la atmósfera circundante ".
