Физики испытали самую быструю камеру в мире — Naked Science
5 минут
Редакция

Физики испытали самую быструю камеру в мире

Специалисты Лундского университета разработали видеокамеру, которая может делать снимки со скоростью около пяти триллионов изображений в секунду.

giphy
©Wikipedia

Возможность запечатлеть события, происходящие на временном отрезке в миллионные доли секунды, важна для понимания биологических, химических и физических процессов. Так, высокоскоростная съемка позволяет исследовать фотосинтез, взаимодействия заряженных частиц, переходные состояния в рамках химических реакций. Сейчас с этой целью, как правило, используются камеры, которые последовательно фиксируют изображения, после чего кадры склеиваются в фильм. Тем не менее, такой метод может применяться только в случае полностью воспроизводимых процессов.

 

В новой статье шведские ученые описали разработку, которая позволяет осуществлять видеосъемку событий непосредственно. Работа устройства основана на технологии фемтофотографирования: на целевой объект направляются ультракороткие вспышки лазера, и отраженное излучение улавливается сенсорами камеры. Поскольку световые импульсы проходят через несколько поляризаторов, пропускающих электромагнитные волны специфической ориентации, каждый из них обладает уникальным «кодом». Сформированный таким образом «кадр» содержит четыре изображения.

 

Соавторы работы Элиас Кристенссон (Elias Kristensson) и Андреас Эн (Andreas Ehn) у новой камеры / ©Lund University

 

Изображения извлекаются посредством специального алгоритма, что обеспечивает получение снимков с высоким временным разрешением. Новая камера испытвалась на тесте light-in-flight, с помощью которой шведский физик Нильс Абрамсон в 1978 году впервые запечатлел световые вспышки во время их распространения. Основанная на голографии, она позволила ученому зафиксировать такие эффекты, как отражение, интерференция и фокус. В эксперименте авторам также удалось визуализировать перемещение световой вспышки по пути длиной, сопоставимой с толщиной листа бумаги.

 

В реальности такое перемещение вспышки длится около пикосекунды, однако на полученной видеозаписи скорость снижена в триллион раз. По словам исследователей, предложенная техника может применяться не ко всем процессам, и тем не менее, подходит для анализа таких ультракоротких событий, как активность головного мозга, турбулентное горение, взрывы, химические реакции и выбросы плазмы. В будущем разработка может найти применение и в промышленности. К настоящему времени авторы сконструировали рабочий прототип устройства, для его распространения может потребоваться пара лет.

 

Работа ученых принята к публикации в Light: Science and Applications.

 

В начале текущего года американские физики засняли конус световой «ударной волны» с помощью специальной камеры, которая способна осуществлять съемку со скорость до 100 миллиардов кадров в секунду. Ранее исследователи из Сингапура также приступили к разработке высокоскоростной камеры для дронов и беспилотных автомобилей.

 

Макрофотографии растений и насекомых, сделанные посредством микроскопа, смотрите в нашем материале.

 

Видеосюжет об эксперименте / ©Lund University

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

Вчера, 19:01
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

Вчера, 20:48
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые создали компьютерную сеть, которая имитирует человеческий мозг. Благодаря ей удалось выяснить, как человек обрабатывает движущиеся изображения, и понять, как появляются оптические иллюзии.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

Вчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

23 февраля
4 минуты
Виктория Сафронова

Звук — шум от передвижения марсохода — записан одним из его микрофонов.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[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: