Hvad får man, når man blander laser-stråler, vand og en klassisk vals spillet af Johan Strauss II?
Svaret er ganske simpelt en flot video, hvor vanddråber danser og springer til klassisk musik. Og så er det hele lavet i forskningens navn.
Forskere har nemlig optaget de allerførste film af mikroskopiske vanddråber, der eksploderer under verdens klareste røntgen-laser ved Department of Energy’s SLAC National Accelerator Laboratory ved Stanford University i USA.
»Eksplosioner er spektakulære og spændende fænomener, der afslører dynamikken i stof under ekstreme forhold,« skriver forskerne, der netop har publiceret deres resultater i tidsskriftet Nature Physics.
Det er ikke bare for sjov
Men hvad skal eksperimentet så bruges til, kunne man, måske med rette, spørge?
Når forskere skal undersøge en prøve under røntgenstråling, er prøven ofte i vand eller en anden form for væske. Men ved fuld kraft kan røntgenstrålerne få dråberne til at eksplodere.
»En forståelse af dynamikkerne i de her eksplosioner vil gøre os i stand til at undgå deres uønskede effekter på prøverne,« forklarer Claudiu Stan fra Stanford PULSE Institute, der er en del af både Stanford University og SLAC, til Phys.org.
»Det kan også hjælpe os til at finde nye måder at bruge eksplosionerne, som røntgenstrålerne skaber, til at lave forandringer i prøverne for at studere stof under ekstreme forhold. De her studier kan hjælpe os til en bedre forståelse af en bred vifte af fænomener indenfor røntgenforskning og andre anvendelser,« uddyber han.
Dråberne blev ‘filmet’ i ultra slowmotion
Stan og hans hold kiggede på to måder at sprøjte væske ind i røntgenstrålens sti. Enten som en række enkelte dråber - eller som en løbende stråle.
For hver røntgenpuls, der ramte væsken, tog holdet billeder i tidsrummet fra fem milliarddele af et sekund inden til en titusindedel af et sekund efter pulsen.
Hundredevis af billeder er på denne måde sat sammen til de flotte film.
»Takket være et billedsystem, udviklet specielt til formålet, kunne vi optage den her slags film for første gang. Vi brugte en ultrahurtig, optisk laser, der virker som et stroboskop (instrument til måling af rotationshastigheder, red.), til at oplyse eksplosionen og lave billeder i høj oplysning ved hjælp af et mikroskop, der er egnet til brug i det vakuumkammer, hvor røntgenstrålerne ramte prøverne,« fortæller medforfatter Sébastien Boutet fra LCLS til Phys.org.
