Разработана самая быстрая камера, делающая 10 триллионов кадров в секунду — Naked Science
5 минут
Редакция

Разработана самая быстрая камера, делающая 10 триллионов кадров в секунду

Ученые из Канады и США создали новую технологию захвата изображений, способную открыть новую эпоху в микроскопии.

4-worldsfastes1
©Wikipedia

Профессор Национального научно-исследовательского института Канады Цзиньань Лян и его коллеги под руководством Лихонга Ванга разработали самую быструю камеру, которую они назвали T-CUP. Она производит 10 триллионов (1013) кадров в секунду. С помощью камеры можно буквально заморозить время, чтобы рассмотреть феномены — даже свет — в экстремально замедленном режиме. Работа описана в статье журнала Light: Science & Applications.

 

Сочетание инноваций с нелинейной оптикой и визуализацией в последние годы открыло дверь новым высокоэффективным методам в микроскопическом анализе динамических феноменов в биологии и физике. Однако использование потенциала этих методов требует способа регистрации изображений в реальном времени на очень коротком временном разрешении за один раз.

 

Используя нынешние техники визуализации, измерения при помощи ультракоротких лазерных импульсов должны быть многократно повторены. Это приемлемо для некоторых типов неподвижных образцов, но невозможно для других, более хрупких. Например, стекло с лазерной гравировкой может выдержать только один лазерный импульс, оставляя меньше пикосекунды для регистрации результатов. В таком случае техника визуализации должна быть способна заснять весь процесс в реальном времени.

 

Съемка временной фокусировки фемтосекундного лазера на 2,5 триллиона кадров в секунду в реальном времени / © Jinyang Liang, Liren Zhu & Lihong V. Wang

 

Сжатая сверхбыстрая фотография (compressed ultrafast photography, CUP) была отличным отправным пунктом. При 100 миллиардах кадров в секунду этот метод приближался, но не соответствовал спецификациям, необходимым для интеграции фемтосекундных лазеров. Для улучшения концепции на основе фемтосекундной камеры была разработана новая система T-CUP.

 

«Мы знали, что при использовании фемтосекундной камеры получим изображение с ограниченным качеством, — говорит профессор Лихонг Ванг. — Чтобы добиться лучших результатов, добавили еще одну камеру, получающую статическое изображение. Совместив его с изображением, полученным фемтосекундной камерой, мы можем использовать так называемую радонную трансформацию для получения высококачественных снимков при записи на скорости в 10 триллионов кадров в секунду».

 

Поставив мировой рекорд по скорости визуализации в реальном времени, T-CUP может использоваться в новом поколении микроскопов в биомедицине, материаловедении и других областях. Эта камера представляет собой фундаментальный сдвиг в науке, позволяя анализировать взаимодействия между светом и веществом при беспрецедентном временном разрешении.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 11:24
6 минут
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги провели первое в своем роде масштабное вычислительное исследование, в ходе которого сравнили самые современные языковые модели на основе нейронных сетей и оценили их возможности по решению одной из важнейших задач обработки естественного языка – лексической замены.

12 мая
4 минуты
Ольга Иванова

Диеты, которые включают в себя голодание, как показал эксперимент ученых из Великобритании, способны навредить будущим поколениям. Это подтвердили на классическом модельном организме — червях, — но специалисты говорят, что данные возможно экстраполировать в будущем и на людей.

12 мая
10 минут
Василий Парфенов

В условиях аукциона на первое место в суборбитальной капсуле Blue Origin нашли интересные подробности о требованиях к будущим астронавтам. Ради трех минут в невесомости космические туристы, например, должны быть способны пробежать семь лестничных пролетов менее чем за полторы минуты и просидеть полтора часа пристегнутыми к креслу и без возможности сходить в туалет.

11 мая
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

12 мая
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: