Najrýchlejšia kamera na svete zachytí 156,3 bilióna snímok za sekundu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 2. 4. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Inžinieri z výskumného centra INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research v Kanade vyvinuli najrýchlejšiu kameru na svete, ktorá dokáže snímať rýchlosťou neuveriteľných 156,3 bilióna snímok za sekundu.
Najlepšie fotoaparáty v smartfónoch zvyčajne pracujú s niekoľkými stovkami snímok za sekundu. Profesionálne filmové kamery môžu použiť niekoľko tisíc snímok za sekundu na dosiahnutie hladšieho efektu spomaleného videa. Ak však chcete vidieť, čo sa deje v nanoúrovni, budete musieť veci výrazne spomaliť na miliardy alebo dokonca bilióny snímok za sekundu.
Nová kamera údajne dokáže zachytiť udalosti, ktoré sa vyskytujú v oblasti femtosekúnd, čo je kvadrilióntina sekundy. Pre porovnanie, za jednu sekundu je ich asi toľko, koľko je sekúnd za 32 miliónov rokov.
Výskumníci stavali na technológii, ktorú vyvinuli už v roku 2014, a ktorá je známa ako komprimovaná ultrarýchla fotografia (Compressed Ultrafast Photography - CUP). Tá vtedy dokázala zachytiť 100 miliárd snímok za sekundu. Ďalší stupeň sa nazýval ako T-CUP, pričom T znamená „bilión snímok za sekundu“ a systém tak bol schopný nasnímať až 10 biliónov snímok za sekundu. No a potom v roku 2020 to tím zvýšil na 70 biliónov snímok za sekundu s verziou nazvanou ako komprimovaná ultrarýchla spektrálna fotografia (Compressed Ultrafast Spectral Photography - CUSP).
Teraz vedci opäť viac ako zdvojnásobili schopnosti svojej technológie a to až na ohromujúcich 156,3 bilióna snímok za sekundu. Nový kamerový systém sa nazýva ako „femtofotografia v reálnom čase s roztiahnutou apertúrou“ (Swept-Coded Aperture Real-time Femtophotography - SCARF), ktorá dokáže zachytiť udalosti, ktoré sa dejú príliš rýchlo na to, aby ich videli aj predchádzajúce verzie technológie. To zahŕňa veci ako rázové vlny pohybujúce sa hmotou alebo živými bunkami.
Technológia SCARF funguje tak, že najprv odpáli ultrakrátky pulz laserového svetla, ktorý prechádza cez snímanú udalosť alebo objekt. Ak si svetlo predstavíte ako dúhu, červené vlnové dĺžky zachytia udalosť ako prvé, po nich nasleduje oranžová, žltá farba v spektre, až po fialovú. Pretože sa udalosť deje tak rýchlo, v čase, keď ju dosiahne každá nasledujúca „farba“, vyzerá inak. To umožňuje pulzu zachytiť celú vec, ktorá sa mení za neuveriteľne krátky čas.
Tento svetelný impulz potom prechádza cez komponenty, ktoré ho sústreďujú, odrážajú, ohýbajú a kódujú, až sa nakoniec dostane ku kamerovému senzoru CCD (Charge-Coupled Device – zdvojene nabíjané zariadenie). To sa potom premení na údaje, ktoré môže počítač zrekonštruovať na konečný obraz.
Aj keď je nepravdepodobné, že bežní ľudia by mohli sledovať vysokorýchlostné videá, ktoré boli zachytené systémami SCARF, vedci tvrdia, že zachytenie nových ultrarýchlych javov by mohlo pomôcť zlepšiť výskum v oblasti ako je fyzika, biológia, chémia, materiálová veda a inžinierstvo. Výskum bol nedávno publikovaný v magazíne Nature Communication.
