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, 12:51
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

Вчера, 10:05
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

2 часа назад
3 минуты
Сергей Васильев

Психологи показали, что у спящих в общей кровати пар фазы быстрого сна более упорядочены и длятся дольше, чем у тех, кто спит сам по себе.

Вчера, 12:51
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

Вчера, 10:05
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

14 мая
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

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.

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.

24 апреля
9 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали обратную связь всех конечных точек смертности с содержанием омега-3-полиненасыщенных жирных кислот. Согласно их выводам, более высокие уровни некоторых основных ПНЖК в тканях и крови могут снижать вероятность смерти от всех причин в среднем на 13% и в итоге замедлять процесс старения.

[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: