14 января
Мария Кривоченко
1

Разработана камера для изучения хаотических систем

3.8

Прибор способен снимать до одного миллиарда кадров в секунду и фиксировать хаотичное движение света в замкнутом пространстве. Авторы проекта считают, что это возродит исследование хаотических систем.

Кадр из видео, снятого на камеру CUP / ©Caltech
Кадр из видео, снятого на камеру CUP / ©Caltech

Хаотические системы, такие как брызги капель или порядок роста ветвей, примечательны тем, что демонстрируют поведение, которое сначала предсказуемо, но со временем становится все более случайным. Из-за роли, которую хаотические системы играют в окружающем мире, ученые стремятся лучше понять их.

Группа ученых из Калифорнийского технологического института в США разработала прибор, который поможет исследовать их. В последнем выпуске журнала Science Advances исследователи описали уникальную сверхбыструю камеру: она записывает видео со скоростью один миллиард кадров в секунду и способна зафиксировать движение лазерного луча в помещении, специально разработанном для создания хаотических отражений.

Камера использует технологию под названием compressed ultrafast photography (CUP). В ранних работах Лихонг Ван, автор исследования, показал, что в теории приборы, построенные по этой технологии, могут записывать видео со скоростью до 70 триллионов кадров в секунду. Согласно выводам ученого, это позволяет фиксировать движение фотонов.

Кроме того, камера CUP снимает все кадры сразу, в отличие от традиционных аппаратов, которые делают один кадр за раз. Благодаря этому аппарат может запечатлеть весь хаотичный путь лазерного луча в помещении за один раз.

Это важно, поскольку в хаотической системе поведение частиц каждый раз уникальное. По словам ученых, если бы камера фиксировала только часть действия, изучить некоторые типы поведения частиц не удалось, ведь они никогда не повторились бы при новых экспериментах.

Это было бы похоже на попытку сфотографировать птицу, но с камерой, которая может запечатлеть только одну часть тела одновременно. При этом на каждом снимке была бы часть тела от птицы нового вида. Вы бы могли попытаться собрать все фотографии в единое изображение, но у птицы на нем были бы клюв вороны, шея аиста, крылья утки, хвост ястреба и ноги цыпленка.

Как отметил Ван, способность его камеры CUP запечатлеть хаотическое движение света может вдохнуть новую жизнь в изучение оптического хаоса, которое имеет прикладное значение в физике, связи и криптографии.

«Раньше у нас не было необходимых инструментов для исследований, — заявил он. — Ученые-практики потеряли интерес к этой области, поскольку не могли проводить эксперименты. И теоретики потеряли интерес, так как не могли подтвердить свои теории экспериментально. Теперь мы продемонстрировали, что существует инструмент, который позволяет проводить исследования систем».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 05:45
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

Вчера, 09:29
ФизТех

Переключения магнетиков между спиновыми состояниями могут передавать логический сигнал, и этим процессом можно заменить перенос электронов в современных процессорах. Ученым из МФТИ и их коллегам из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова и Испании впервые удалось зарегистрировать специфический переход соединения железа между состояниями. Это поможет разработать процессоры и устройства памяти с большим отношением производительности к количеству потребляемой энергии.

11 часов назад
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

26 ноября
Анастасия Михалева

За всю историю исследования в космосе побывали более 500 человек. В океан на глубину более 10 километров спускались всего трое. Мы до сих пор знаем о Мировом океане и его обитателях недопустимо мало.

26 ноября
Ольга Иванова

Исследовательская группа из Великобритании провела эксперимент и выяснила, какие факторы могут быть причиной удовольствия, получаемого от объятий.

29 ноября
Мария Азарова

Ученые из США представили альтернативный молекулярный механизм образования меланоцитарного невуса, который согласуется как с экспериментальными, так и с клиническими наблюдениями.

3 ноября
Ольга Иванова

Исследований на эту тему, как ни странно, мало, хотя предположений — великое множество. По мнению ученых из Венгрии, одна из причин такого поведения — высокая концентрация внимания на речи хозяина, а еще это означает, что собака слышит знакомое слово.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

DELETED
14.01.2021
-
0
+
Интереснее всего будет с помощью такой камеры изучать явления дифракции при хаотическом движении... Заодно возможно удастся наглядно понять, как при интерферометрии получается, что один и тот же фотон или электрон попадает одновременно в два приемника, разнесенные на огромные расстояния...
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: