Daha önce hiç görmediğiniz gibi kar taneleri fotoğrafları

Bu kış gökten altı milyon kar tanesi düştü. Bu milyarlarca trilyondur, çoğu şimdi bahar yaklaşırken eriyor.

Çok az insan tek tek onlara yakından baktı.

California Teknoloji Enstitüsü’nde fizik profesörü olan Kenneth J. Liebrecht, çeyrek yüzyıl boyunca böylesine basit bir maddenin – suyun – bu kadar çok biçimde nasıl donabileceğini anlamaya çalıştı.

Kar taneleri nasıl oluşur? Dr. Liebrecht sırasında 23 Şubat’ta çevrimiçi görüşme Greenwich, Connecticut’taki Bruce Müzesi tarafından barındırılıyor. “Ve bu yapılar nasıl ortaya çıkıyor – ve söylemek istediğim gibi, kelimenin tam anlamıyla havadan nasıl ortaya çıkıyor?”

Nathan B. PaleontolojiVe yemek pişirme Ve Astronomi.

Tutkulu bir fotoğrafçı olan Dr.Myrvold, Dr. Lieberecht ile on yıldan fazla bir süredir tanıştı ve 2018 baharında, karmaşık donmuş kristallerin fotoğraflarını kendisi çekmeye karar verdi. “Oh, birlikte bir şeyler yapacağız ve kışa hazır olacağız” diye düşündüğünü hatırlıyor.

Ancak projelerinin çoğunda olduğu gibi, işler Dr. Myfold’un planladığı kadar basit değildi.

Dr. Myrvold, “Düşündüğümden çok daha karmaşık olduğu ortaya çıktı” dedi. “Bu yüzden bu lanet şeyi inşa etmek 18 ay sürdü.”

“Kahrolası şey” kar tanesi kamera sistemiydi. Bir milyon piksel yakalayan en iyi dijital sensörleri kullanmak istedi. “Gerçek bir kar tanesi çok kırılgandır” dedi. “Bu çok karmaşık. Yani yüksek çözünürlük istiyorsunuz.”

Ancak bu sensör türü, mikroskop üreticilerinin yaklaşık bir asır önce aldığı kararların bir sonucu olarak, genel olarak mikroskop lensleri tarafından üretilen görüntülerden çok daha büyük bir alan.

Bu, sensörü doldurmak için mikroskop görüntüsünü uzatmanın bir yolunu bulması gerektiği anlamına gelir.

Onarım çalışmasında, “Çalışmasına gerçekten izin verecek özel bir optik yol buldum” dedi.

Sonra optikler için yuva var. Genellikle metalden yapılır, ancak metal ısındığında genişler ve soğuk olduğunda daralır. Myrvold, cihazı sıcak iç mekandan kar taneleri toplayacağı dondurucu balkona taşımanın “tüm mikroskobu mahvedeceğini” ve her şeyi odakta tutmayı imkansız hale getirdiğini söyledi.

Metal yerine, belirgin şekilde genişlemeyen veya daralmayan karbon fiber kullanın.

Dr. Myhrvold ayrıca Japonya’daki bir şirket tarafından endüstriyel kullanım için yapılmış, tipik bir kamera flaşının 1 / 1000’inde ışık patlamaları yayan özel bir LED buldu. Bu, flaştan yayılan ısıyı azaltır ve kar tanesini biraz eritebilir.

Mikroskop altında bir şeye bakmak için, genellikle bir cam slayt üzerine bir numune yerleştirilir. Ancak cam ısıyı korur. Bu aynı zamanda karı da eritir. Böylece camdan daha kolay soğuyan bir malzeme olan safire geçti.

Şubat 2020’ye kadar hazırdı. Ama fotoğraflanacak en güzel kar tanelerini nerede buluyorsunuz? İlk başta bir kayak merkezine gidebileceğini düşündü – Colorado’da Aspen veya Vail ya da British Columbia’da Whistler.

Ancak bu yerler yeterince soğuk değildi.

Dr. Mehrvold, “Bir kayakçının bir kayakçının isteyebileceği kar tozu aslında oldukça fazla tozdur” dedi. “Bu şeyde pek güzellik yok.”

Aslında çoğu insanın üzerine düşen kar taneleri, nadiren insanların kar tanesi olarak düşündükleri şeydir.

Su, iki hidrojen ve oksijen atomundan oluşan basit bir moleküldür. Sıcaklık 32 Fahrenheit derecenin altına düştüğünde, parçacıklar birbirine yapışmaya başlar – yani donarlar.

Bir damla su donarak küçük bir buz kristaline dönüştüğünde bulutta bir kar tanesi doğar. Su moleküllerinin şekli, altıgen bir düzende üst üste yığılmasına neden olur. Tipik bir kar tanesinin altı kolu olmasının nedeni budur.

Daha sonra kristal büyür, havadaki su buharını emer ve buharı yenilemek için yakındaki diğer damlacıkları buharlaştırır. Dr. Liebrecht, “Bir buz kristali yapmak için 100.000 damla suyun buharlaşması gerekir,” dedi.

Ancak kristalin nasıl büyüyeceği sıcaklığa ve neme bağlıdır. 1930’larda, Japon fizikçi Okishiro Nakaya, laboratuvarına yapay kar taneleri yerleştiren ilk kişiydi ve çeşitli koşullar altında, çoğu koşulda oluşan türleri sınıflandırabildi.

Sıcaklık donma noktasının hemen altına düştüğünde, kar taneleri genellikle basit altıgen panellerdir. Yaklaşık 20 Fahrenheit derecesinde, baskın biçim altıgen sütunlardır. Tipik olarak güzel kar taneleri 15 derece ile -5 derece Fahrenheit arasında oluşur.

Bu sıcaklıklarda altıgenin uçları dallara dönüşür. Dallar daha sonra diğer dalları ve daha küçük altıgen plakaları oluşturur. Sıcaklık ve nemdeki küçük farklılıklar büyüme modelini etkiler ve kar tanesi yere doğru düştükçe koşullar sürekli değişir.

Dr. Liebrecht, “Bulutların arasından bu karmaşık yola sahip olduğu için, karmaşık bir şekil veriyor,” dedi. “Hepsi farklı yollar izliyor, bu yüzden yola bağlı olarak her biri biraz farklı görünüyor.”

Ve böylece, güzel kar taneleri bulmak için, Dr. Myrvold kuzeye ve çok daha kuzeye döndü. O ve yardımcılarından ikisi, Alaska, Fairbanks’e yaklaşık bin pound ekipman çektirdi; Kanada Kuzeybatı Bölgelerindeki en büyük topluluk olan Yellowknife; Ve Timmins, Ontario, Huron Gölü’nün yaklaşık 150 mil kuzeyindedir.

Bir ay sonra, koronavirüs salgını denemeyi bıraktı. Ancak Dr. Myhrvold, kar tanelerinin yüksek çözünürlüklü görüntüleri dediği şeyi hiç yakalayabildi.

Bu iddia, Snowflake Realm’deki diğerlerini kızdırdı. Don KomarishkaKesinlikle daha az teknik bilgiye sahip Kanadalı bir fotoğrafçı. Yüksek güçlü bir makro lens ile birlikte mağazadan satın alınan bir dijital kamera kullanır. Tripod bile kullanmıyor – kar taneleri büyükannesinin ona verdiği siyah bir eldiven üzerine otururken kamerayı tutuyor.

“Çok basit” dedi Bay Komarishka. “Kamerası olan herkese karşı çok arkadaş canlısı.”

Myfold’un özel tasarlanmış sistemi için “Biraz fazla tasarlanmış olduğunu düşünüyorum” dedi.

Bay Komarechka, kar tanesinden yansıyan ışığı kullanarak aydınlatmaya farklı bir yaklaşım sergilerken, Dr. Myhrvold’un fotoğrafları içinden geçen ışığı yakalıyor. Bay Komarechka, “Çatının dokusunu ve bazen gökkuşağının güzel renklerini kar tanesinin ortasında görebilirsiniz” dedi.

Gökkuşağı efekti, sabun filminde gördüklerinizle aynı, dedi, ancak renkler “genellikle sabun filminde veya başka herhangi bir şeyde gördüğünüzden çok daha güçlü görüntülenir.” “Neredeyse psychedelic, neredeyse kravat boyalı bir gömlek gibi.”

Myrvold’un iddialarına karşı çıkmak için Bay Komarishka, en yüksek çözünürlük olduğunu söylediği bir görüntüyü çekti. Dr. Myrvold cevapladı Uzun yalanlama Fotoğraflarının neden daha ayrıntılı olduğunu açıklıyor.

Pratikte, Dr. Mehrvold’un görüntüleri büyük boyutlu kağıda basıldığında çok daha net. Satın alınabilir Boyutlar 2 metreye 1,5 metreye ulaşır.

Bay Komarishka, “Bu çok dar anlamda, evet, Nathan’ın iddia ettiği bu ve yanılmıyor” dedi.