Imagens holográficas de partículas de ar que fluem livremente podem ajudar os vigilantes das mudanças climáticas e de armas biológicas a monitorar melhor a atmosfera, de acordo com um estudo recente da Kansas State University.

Investigador principal Matthew Berg, professor associado de física, disse o estudo, publicado na Nature's Relatórios Científicos , é a chave para compreender a composição do aerossol da atmosfera terrestre.

"Temos esses pequenos pedaços de partículas flutuando no ar e as pessoas querem saber do que são feitos, mas se os perturbarmos, pode mudar sua forma, "Disse Berg." Até agora, não houve nenhuma maneira única e confiável de confirmar as propriedades do tamanho e da forma das partículas em sua forma natural. Resolvemos o problema inverso. "

Referindo-se a um problema que é trabalhado de trás para frente dos resultados para a causa, Berg disse antes deste estudo, o problema inverso com as partículas de aerossol era em grande parte adivinhação educada com base em cálculos matemáticos. Os pesquisadores não puderam definir objetivamente as partículas de aerossol de flutuação livre porque simplesmente capturar uma partícula e olhá-la ao microscópio poderia mudar sua forma física ou tamanho. Agora, eles podem lançar ondas de luz na partícula e medir a deflexão.

O método explicado na publicação obtém imagens holográficas de partículas à medida que flutuam no ar usando dois lasers sobrepostos:um vermelho e um verde. O laser verde é o método tradicional que pode ser usado para medir a deflexão da luz; fornecendo o laser vermelho, eles também obtêm uma imagem 3-D que pode representar subjetivamente uma variedade de formatos de partículas.

"Obtemos as duas propriedades - tamanho e forma - que sempre quisemos obter, "Berg disse." Ainda temos todas as vantagens que as pessoas tiveram nos últimos 50 anos - dispersão de luz, sem contato e as medições podem ser feitas rapidamente - e então podemos colocá-lo em um instrumento e voá-lo no ar. "

Berg está trabalhando para colocar a configuração do laser em uma aeronave não tripulada para medir partículas de aerossol de fluxo livre na atmosfera. Remover as partículas de seu ambiente natural pode mudar a forma das partículas, Disse Berg. Por exemplo, se as partículas estiverem congeladas na atmosfera e os cientistas as coletarem para trazê-las de volta ao solo para estudo, as partículas podem derreter e mudar suas formas e tamanhos.

“Se pensarmos sobre a ciência do clima, eles querem saber o tamanho e a forma das partículas que flutuam na atmosfera, "Berg disse." Esta informação pode ajudar os cientistas do clima a contabilizar a quantidade de luz solar que essas partículas espalham de volta para o espaço ou absorvem - e se absorvem, em quanto vai aquecer a atmosfera circundante. "