Інженери телекомунікаційного науково-дослідного центру INRS ?nergie Mat?riaux у Канаді розробили найшвидшу в світі камеру, яка може знімати зі швидкістю 156,3 трильйона кадрів на секунду (fps). Така неймовірна швидкість стала можлива завдяки кмітливому використанню веселки. Нова камера зі швидкістю в сотні трильйонів fps дозволить побачити, що відбувається в наносвіті.
Для порівняння: найкращі камери сповільненої зйомки в телефонах зазвичай роблять відео із кількома сотнями кадрів в секунду. Професійні кінематографічні камери можуть записувати кілька тисяч fps.
Повідомляється, що нова камера може фіксувати події, які відбуваються в проміжку часу фемтосекунд – квадрильйонних часток секунди. Для довідки, їх приблизно стільки ж за одну секунду, скільки секунд віщується в 32 мільйони років.
Дослідники спиралися на технологію, яку вони розробили ще в 2014 році, відому як стиснута надшвидка фотографія (CUP), яка могла знімати 100 мільярдів кадрів в секунду, які зараз здаються мізерними.
Наступний етап отримав назву T-CUP, де буква T означає «трильйон кадрів за секунду», тому що та камера здатна досягати 10 трильйонів кадрів в секунду. А потім у 2020 році команда збільшила її швидкість до 70 трильйонів кадрів в секунду за допомогою версії, яка називається стиснутою надшвидкою спектральною фотографією (CUSP).
Тепер дослідники знову подвоїли швидкість зйомки до приголомшливих 156,3 трильйонів кадрів на секунду. Нова система камери називається «фемтофотографією в реальному часі з кодованою діафрагмою» (SCARF).
Ця камера може фіксувати події, які відбуваються надто швидко, щоб навіть попередні версії технології могли їх побачити. Це включає в себе такі речі, як ударні хвилі, що рухаються крізь речовину або живі клітини.
SCARF працює, спочатку викидаючи ультракороткий імпульс лазерного світла, який проходить через подію або об’єкт. Кожен колір світла означає іншу довжини хвилі. Червона довжина хвилі зафіксує подію спочатку, потім помаранчева, жовта і вниз по спектру до фіолетового. Оскільки подія відбувається дуже швидко, до того часу, коли кожен наступний «колір» досягає об’єкту, він виглядає по-іншому, дозволяючи імпульсу зафіксувати всі зміни протягом неймовірно короткого періоду часу.
Потім цей світловий імпульс проходить через низку компонентів, які фокусують, відбивають, дифрагують і кодують його, доки він нарешті не досягне датчика камери пристрою із зарядовим зв’язком (ПЗЗ, CCD). Потім це перетворюється на дані, які комп’ютер може реконструювати в кінцеве зображення.
Дослідники кажуть, що зйомка нових надшвидких явищ може допомогти вдосконалити такі галузі, як фізика, біологія, хімія, матеріалознавство та інженерія.
