如果有物体能够超过光速运动,会产生什幺景象?近日,《科学进展》杂志发表了一篇学术论文,就解释了这个问题。美国华盛顿大学的科学家梁金阳(音译)和同事用一台特殊的相机系统捕捉到了光子马赫锥,超光速粒子冲击波会形成一个光子马赫锥。实验中,研究人员观测到三次光子马赫锥,并认为这项成果会对生物医学影像技术产生深远影响。

光子马赫锥并不好理解,我们拿超音速飞机来打比方。如上图所示,当飞机超过音速飞行时,因为飞机要冲破很大阻力,会急速压缩空气,在迎风面会形成能量高度集中的强压力波,人们会听到一声巨响,叫做音爆(Sonic Boom),在飞机周围会看到一个圆锥形状的“云雾团”。这个圆锥形状就是“马赫锥”图形,马赫锥因奥地利物理学家马赫在1887年提出而得名。

要拍摄超光速粒子很不容易,梁金阳和同事使用的是一种超高速扫描照相机Streak Camera(可直接翻译为条纹相机),它可以每秒钟捕捉最多1万亿帧图像。