Holografische beelden van vrij stromende luchtdeeltjes kunnen klimaatverandering helpen en waakhonden voor biologische wapens kunnen de atmosfeer beter in de gaten houden. volgens een recent onderzoek van de Kansas State University.

Hoofdonderzoeker Matthew Berg, universitair hoofddocent natuurkunde, zei de studie, gepubliceerd in Nature's Wetenschappelijke rapporten , is de sleutel tot het begrijpen van de aërosolsamenstelling van de atmosfeer van de aarde.

"We hebben kleine stukjes deeltjes die rondzweven in de lucht en mensen willen weten waar ze van gemaakt zijn, maar als we ze verstoren, het zou hun vorm kunnen veranderen, " zei Berg. "Tot nu toe, er is geen unieke en betrouwbare manier geweest om de deeltjesgrootte en vormeigenschappen in hun natuurlijke vorm te bevestigen. We hebben het omgekeerde probleem opgelost."

Verwijzend naar een probleem dat achteruit wordt gewerkt van resultaat naar oorzaak, Berg zei vóór deze studie, het omgekeerde probleem met aërosoldeeltjes was grotendeels gebaseerd op wiskundige berekeningen. Onderzoekers konden vrij zwevende aerosoldeeltjes niet objectief definiëren, omdat alleen het vangen van een deeltje en ernaar kijken onder een microscoop de fysieke vorm of grootte zou kunnen veranderen. Nutsvoorzieningen, ze kunnen lichtgolven van het deeltje afkaatsen en de doorbuiging meten.

De methode die in de publicatie wordt uitgelegd, maakt holografische afbeeldingen van deeltjes terwijl ze door de lucht zweven met behulp van twee overlappende lasers:een rode en een groene. De groene laser is de traditionele methode om de lichtdoorbuiging te meten; door de rode laser te leveren, ze krijgen ook een 3D-beeld dat subjectief een verscheidenheid aan deeltjesvormen kan verklaren.

"We krijgen de twee eigenschappen - grootte en vorm - die we altijd al wilden hebben, Berg zei. "We hebben nog steeds alle voordelen die mensen de afgelopen 50 jaar hadden - lichtverstrooiing, contactloos en metingen kunnen snel worden gedaan - en dan kunnen we het op een instrument zetten en het in de lucht rondvliegen."

Berg werkt eraan om de laseropstelling op een onbemand vliegtuig te plaatsen om vrij stromende aerosoldeeltjes in de atmosfeer te meten. Het verwijderen van de deeltjes uit hun natuurlijke omgeving kan de deeltjesvorm veranderen, zei Berg. Bijvoorbeeld, als de deeltjes in de atmosfeer zijn bevroren en wetenschappers ze verzamelen om ze terug naar de grond te brengen om te bestuderen, de deeltjes zouden kunnen smelten en hun vorm en grootte kunnen veranderen.

"Als we denken aan klimaatwetenschap, ze willen de grootte en vorm weten van deeltjes die in de atmosfeer zweven, Berg zei. "Deze informatie kan klimaatwetenschappers helpen verklaren hoeveel zonlicht die deeltjes terug in de ruimte verspreiden of absorberen - en als ze absorberen, met hoeveel zal het de omringende atmosfeer opwarmen."