Физики из Вены впервые в истории получили фотографии, на которых запечатлён эффект Террелла — Пенроуза — столетнее предсказание теории относительности о том, как объекты, движущиеся со скоростями, близкими к скорости света, должны выглядеть в реальности. Из специальной части теории относительности следует, что движущиеся на высоких скоростях объекты должны сжиматься в направлении своего движения. Однако если бы мы могли их сфотографировать, мы бы увидели не сплющивание, а поворот. Куб показал бы свою боковую грань, сфера осталась бы сферой, но её полюса сместились бы. Причина не в искажении самого объекта, а в конечности скорости света.
Лучи от разных частей предмета достигают наблюдателя (или камеры) с разницей во времени, создавая иллюзию поворота. Это чисто визуальный эффект, «обман зрения» с поправкой на релятивистские скорости. Чтобы сделать этот мысленный эксперимент реальностью, команде учёных пришлось создать сверхскоростную систему визуализации. Они использовали фемтосекундные лазерные импульсы длительностью всего 300 пикосекунд для подсветки объектов, а камеры со сверхбыстрым затвором фиксировали «срезы» отражённого света в разные моменты времени.
По сути, это панорамный режим смартфона, но работающий не в пространстве, а во времени. Вместо того чтобы сшивать соседние участки пейзажа, исследователи сшивали соседние моменты пролёта светового луча. Помимо чисто научного интереса технология имеет практическое значение. Сверхбыстрые методы фотосъёмки могут найти применение в разработке новых камер для смартфонов, в системах дополненной и виртуальной реальности, где необходимо точно моделировать поведение света, и в создании образовательных симуляторов, позволяющих студентам воочию убедиться в правоте уравнений Эйнштейна.
Ученые доказали магнитные свойства света.
