Η ταχύτερη κάμερα στον κόσμο τραβά 156.3 τρισεκατομμύρια καρέ το δευτερόλεπτο!

Οι μηχανικοί του ερευνητικού κέντρου INRS Énergie Matériaux Télécommunications στον Καναδά ανέπτυξαν την ταχύτερη κάμερα στον κόσμο, η οποία μπορεί να τραβήξει με την εκπληκτική ταχύτητα των 156,3 τρισεκατομμυρίων καρέ ανά δευτερόλεπτο (fps).

Οι καλύτερες κάμερες slow-mo στα κινητά τηλέφωνα λειτουργούν συνήθως με μερικές εκατοντάδες καρέ ανά δευτερόλεπτο. Οι επαγγελματικές κινηματογραφικές κάμερες μπορεί να φτάνουν σε μερικές χιλιάδες για να επιτύχουν ένα πιο ομαλό αποτέλεσμα. Αλλά αν θέλουμε να δούμε τι συμβαίνει στη νανοκλίμακα, θα πρέπει να επιβραδύνουμε πολύ τα πράγματα, σε δισεκατομμύρια ή και τρισεκατομμύρια καρέ ανά δευτερόλεπτο.

Η νέα κάμερα φέρεται να μπορεί να καταγράφει γεγονότα που συμβαίνουν στη σφαίρα των femtoseconds, τετρακις εκατομμυριοστών του δευτερολέπτου. Πληροφοριακά, υπάρχουν περίπου τόσα femtoseconds σε ένα δευτερόλεπτο όσα είναι τα δευτερόλεπτα σε 32 εκατομμύρια χρόνια.

Οι ερευνητές βασίστηκαν στην τεχνολογία που ανέπτυξαν ήδη από το 2014, γνωστή ως συμπιεσμένη υπερταχεία φωτογραφία (CUP), η οποία μπορούσε να καταγράψει 100 δισεκατομμύρια fps. Το επόμενο στάδιο ονομάστηκε T-CUP, με το Τ να σημαίνει “Trillion-frame-per-second“, το οποίο ήταν ικανό να αποδώσει έως και 10 τρισεκατομμύρια fps. Και στη συνέχεια, το 2020, η ομάδα το ανέβασε στα 70 τρισεκατομμύρια fps με μια έκδοση που ονομάζεται συμπιεσμένη υπερταχεία φασματική φωτογραφία (CUSP).

Τώρα, οι ερευνητές το υπερδιπλασίασαν και πάλι, φτάνοντας στο εντυπωσιακό νούμερο των 156,3 τρισεκατομμυρίων καρέ ανά δευτερόλεπτο. Το νέο σύστημα κάμερας ονομάζεται “swept-coded aperture real-time femtophotography” (SCARF), το οποίο μπορεί να καταγράψει γεγονότα που συμβαίνουν πολύ γρήγορα για να τα δουν ακόμη και οι προηγούμενες εκδόσεις της τεχνολογίας. Αυτό περιλαμβάνει πράγματα όπως κρουστικά κύματα που κινούνται μέσα στην ύλη ή σε ζωντανά κύτταρα.

Το SCARF λειτουργεί εκτοξεύοντας πρώτα έναν υπερβραχύ παλμό φωτός λέιζερ, ο οποίος διέρχεται μέσα από το γεγονός ή το αντικείμενο που απεικονίζεται. Αν φανταστούμε το φως ως ουράνιο τόξο, τα κόκκινα μήκη κύματος θα καταγράψουν πρώτα το γεγονός, ακολουθούμενα από το πορτοκαλί, το κίτρινο και κάτω από το φάσμα μέχρι το ιώδες. Επειδή το γεγονός συμβαίνει τόσο γρήγορα, μέχρι να φτάσει κάθε διαδοχικό “χρώμα”, φαίνεται διαφορετικό, επιτρέποντας στον παλμό να καταγράψει το όλο πράγμα να αλλάζει σε ένα απίστευτα σύντομο χρονικό διάστημα.

Οι ερευνητές λένε ότι η καταγραφή νέων υπερταχέων φαινομένων θα μπορούσε να βοηθήσει στη βελτίωση τομέων όπως η Φυσική, η Βιολογία, η Χημεία, η Επιστήμη των Υλικών και η Μηχανική.

[INRS]