03.05.2017
Редакция Naked Science
153

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.
24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 16:42
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

Вчера, 13:43
Александр Березин

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
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: