180
Инженеры INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Center в Канаде разработали самую быструю камеру в мире, которая может снимать со скоростью 156,3 триллиона кадров в секунду (fps). Лучшие камеры замедленной съемки в телефонах обычно работают с несколькими сотнями кадров в секунду. Профессиональные кинематографические камеры могут использовать несколько тысяч для достижения более плавного эффекта. Но если вы хотите увидеть, что происходит на наноразмере, вам нужно замедлить процесс до миллиардов или даже триллионов кадров в секунду.
Сообщается, что новая камера может фиксировать события, происходящие в области фемтосекунд – квадриллионные частицы секунды. Для справки за одну секунду их примерно столько же, сколько секунд за 32 миллиона лет.
Исследователи опирались на технологию, которую они разработали еще в 2014 году, известную как сжатая сверхбыстрая фотография (CUP), которая могла снимать 100 миллиардов кадров в секунду, которые сейчас кажутся скудными. Следующий этап получил название T-CUP, где буква T означает «триллион кадров в секунду», что, верно говоря, способно достигать 10 триллионов кадров в секунду. А затем в 2020 году команда увеличила ее до 70 триллионов кадров в секунду с помощью версии, которая называется сжатой сверхбыстрой спектральной фотографией (CUSP).
Теперь исследователи снова удвоили его до потрясающих 156,3 триллиона кадров в секунду. Новая система камер называется "фемтофотографией в реальном времени с кодированной апертурой" (SCARF), которая может фиксировать события, которые происходят слишком быстро, чтобы даже предыдущие версии технологии могли увидеть. Это включает такие вещи, как ударные волны, движущиеся через материю или живые клетки.
ШАРФ работает, сначала выбрасывая «чирикаючий» ультракороткий импульс лазерного света, проходящий через событие или отображаемый объект. Если вы представляете свет как радугу, красная длина волны зафиксирует событие первой, затем оранжевая, желтая и вниз по спектру к фиолетовой. Поскольку событие происходит очень быстро, к тому моменту, когда каждый последующий «цвет» достигает его, он выглядит по-разному, позволяя импульсу зафиксировать все изменения в течение невероятно короткого периода времени.
Затем этот световой импульс проходит через ряд компонентов, которые фокусируют, отражают, дифрагируют и кодируют его, пока он не достигнет датчика камеры устройства с зарядной связью (ПЗС). Затем это преобразуется в данные, которые компьютер может реконструировать в конечное изображение.
Хотя маловероятно, что мы, обычные Джо, будем смотреть высокоскоростные видео лопания воздушных шаров, снятые системами SCARF, исследователи говорят, что съемка новых сверхбыстрых явлений может помочь улучшить такие области, как физика, биология, химия, материаловедение и инженерия.
