Deux lasers qui se chevauchent aident les chercheurs en physique de l'Université d'État du Kansas à créer des images holographiques de particules d'air à écoulement libre, ce qui peut aider les climatologues et les chiens de garde des armes biologiques à surveiller ce qu'il y a dans l'air. Crédit : Université d'État du Kansas
Les images holographiques de particules d'air circulant librement peuvent aider les observateurs du changement climatique et des armes biologiques à mieux surveiller l'atmosphère, selon une étude récente de la Kansas State University.
Le chercheur principal Matthew Berg, professeur agrégé de physique, dit l'étude, publié dans Nature's Rapports scientifiques , est la clé pour comprendre la composition des aérosols de l'atmosphère terrestre.
"Nous avons ces petits morceaux de particules qui flottent dans l'air et les gens veulent savoir de quoi ils sont faits, mais si nous les perturbons, cela pourrait changer leur forme, " dit Berg. " Jusqu'à maintenant, il n'y a pas eu de moyen unique et sûr de confirmer la taille des particules et les propriétés de forme dans leur forme naturelle. Nous avons résolu le problème inverse."
Se référant à un problème qui est traité en amont des résultats à la cause, Berg a dit avant cette étude, le problème inverse avec les particules d'aérosol était en grande partie des conjectures fondées sur des calculs mathématiques. Les chercheurs n'ont pas pu définir objectivement les particules d'aérosol flottantes, car le simple fait de capturer une particule et de l'observer au microscope pourrait modifier sa forme physique ou sa taille. Maintenant, ils peuvent faire rebondir des ondes lumineuses sur la particule et mesurer la déviation.
Le laser vert est la méthode traditionnelle qui peut être utilisée pour mesurer la déviation de la lumière, la gauche. En fournissant le laser rouge, les chercheurs obtiennent également une image 3D qui peut rendre compte subjectivement d'une variété de formes de particules, milieu. L'image SEM de droite provient d'un microscope électronique qui est une particule représentative comme celle fournissant l'image de gauche et du milieu. Crédit : Université d'État du Kansas
La méthode expliquée dans la publication prend des images holographiques de particules alors qu'elles flottent dans l'air à l'aide de deux lasers superposés :un rouge et un vert. Le laser vert est la méthode traditionnelle qui peut être utilisée pour mesurer la déviation de la lumière; en fournissant le laser rouge, ils obtiennent également une image 3D qui peut rendre compte subjectivement d'une variété de formes de particules.
"Nous obtenons les deux propriétés - taille et forme - que nous avons toujours voulu obtenir, " a déclaré Berg. " Nous avons toujours tous les avantages que les gens avaient au cours des 50 dernières années - la diffusion de la lumière, sans contact et les mesures peuvent être effectuées rapidement, puis nous pouvons le mettre sur un instrument et le faire voler dans les airs."
Berg travaille à installer la configuration laser sur un avion sans pilote pour mesurer les particules d'aérosol à écoulement libre dans l'atmosphère. Retirer les particules de leur environnement naturel peut changer la forme des particules, dit Berg. Par exemple, si les particules sont gelées dans l'atmosphère et que les scientifiques les récupèrent pour les ramener au sol pour les étudier, les particules pourraient fondre et changer de forme et de taille.
« Si nous pensons à la science du climat, ils veulent connaître la taille et la forme des particules flottant dans l'atmosphère, ", a déclaré Berg. "Ces informations peuvent aider les climatologues à expliquer la quantité de lumière solaire que ces particules renvoient dans l'espace ou absorbent - et si elles absorbent, de combien va-t-il réchauffer l'atmosphère environnante."
