Forskere identificerer fritflydende aerosolpartikler ved hjælp af hologrammer, lasere

Holografiske billeder af fritstrømmende luftpartikler kan hjælpe klimaændringer og biologiske våbenvagter bedre overvåge atmosfæren, ifølge en nylig undersøgelse fra Kansas State University.

Principforsker Matthew Berg, lektor i fysik, sagde undersøgelsen, udgivet i Nature's Videnskabelige rapporter , er nøglen til at forstå aerosolsammensætningen af ​​Jordens atmosfære.

"Vi har disse små bidder af partikler, der flyder rundt i luften, og folk vil vide, hvad de er lavet af, men hvis vi forstyrrer dem, det kan ændre deres form, "Sagde Berg." Indtil nu, der har ikke været nogen unik og sikker måde at bekræfte partikelstørrelse og formegenskaber i deres naturlige form. Vi har løst det omvendte problem. "

Henvisning til et problem, der arbejdes baglæns fra resultater til årsag, Berg sagde før denne undersøgelse, det omvendte problem med aerosolpartikler var stort set uddannede gætterier baseret på matematiske beregninger. Forskere kunne ikke objektivt definere frit flydende aerosolpartikler, fordi blot at fange en partikel og se på den under et mikroskop kunne ændre dens fysiske form eller størrelse. Nu, de kan afvise lysbølger fra partiklen og måle nedbøjningen.

Metoden forklaret i publikationen tager holografiske billeder af partikler, når de flyder gennem luften ved hjælp af to overlappende lasere:en rød og en grøn. Den grønne laser er den traditionelle metode, der kan bruges til at måle lysbøjningen; ved at levere den røde laser, de får også et 3D-billede, der subjektivt kan redegøre for en række partikelformer.

"Vi får de to egenskaber - størrelse og form - som vi altid har ønsket at få, "Sagde Berg." Vi har stadig alle de fordele, som folk havde i løbet af de sidste 50 år - lysspredning, kontaktfri, og målinger kan udføres hurtigt - og så kan vi sætte det på et instrument og flyve det rundt i luften. "

Berg arbejder på at lægge laseropsætningen på et ubemandet fly for at måle fritstrømmende aerosolpartikler i atmosfæren. Fjernelse af partiklerne fra deres naturlige miljø kan ændre partikelformen, Sagde Berg. For eksempel, hvis partiklerne er frosset i atmosfæren, og forskere samler dem for at bringe dem tilbage til jorden for at studere, partiklerne kunne smelte og ændre deres former og størrelser.

"Hvis vi tænker på klimavidenskab, de vil vide størrelsen og formen af ​​partikler, der flyder i atmosfæren, "Berg sagde." Disse oplysninger kan hjælpe klimaforskere med at regne med, hvor meget sollys disse partikler spreder tilbage i rummet eller absorberer - og hvis de absorberer, hvor meget vil det opvarme den omgivende atmosfære. "