Technologia
70 bilionów klatek na sekundę, czyli najszybsza kamera świata w akcji

Musiało minąć półtora roku, ale udało się - właśnie poznaliśmy nowego rekordzistę w kategorii najszybszego aparatu na świecie, którego osiągnięcie po prostu zwala z nóg.

W październiku 2018 roku amerykańscy naukowcy z INRS oraz Kalifornijskiego Instytutu Technicznego, czyli popularnego Caltechu, poinformowali, że opracowali najszybszy aparat świata. Ten potrafił wykonywać fotografie z prędkością 10 bilionów klatek na sekundę, czyli wystarczająco szybko, by sondować interakcje między światłem i materią w nanoskali, bijąc jednocześnie poprzedni rekord, który należał do Szwedów i wynosił 5 bilionów klatek na sekundę. Imponujące, prawda? Było, bo dziś okazało się, że nie są nawet w stanie zbliżyć się do nowego rekordu. 

Ten wynosi bowiem 70 bilionów klatek na sekundę, a jego autorami ponownie są badacze Caltechu, którzy stworzyli w końcu narzędzie wystarczające do dokumentowania takich wyjątkowych zjawisk, jak choćby fuzja jądrowa i rozkład radioaktywnych cząsteczek. Do tej pory obserwacja takich wydarzeń odbywała się przez ich wielokrotne inicjowanie i obserwowanie w różnych oknach czasowych. I choć w wielu dziedzinach technika ta sprawdza się doskonale, to naukowcy wciąż nie mogli obserwować tych ultraszybkich zjawisk w czasie rzeczywistym i czerpać z tego tytułu wszystkich możliwych korzyści. 

Na szczęście to się powoli zmienia, najpierw za sprawą kamery wykonującej nagrania w 10 bilionach klatek na sekundę, a teraz absolutnie rekordowych 70 bilionów klatek na sekundę. Warto tu zaznaczyć, że naukowcy po raz kolejny sięgnęli po tę samą technikę, czyli skompresowaną ultraszybką fotografię spektralną (CUSP), pozwalającą na uchwycenie 100 miliardów klatek na sekundę, a tym samym światła w ruchu, która korzysta z krótkich impulsów laserowych, trwających tylko jedną femtosekundę.

Najłatwiej wytłumaczyć cały proces dzieląc go na dwa kroki. Najpierw następuje obrazowanie, gdzie system soczewek rejestruje scenę, dzieląc ścieżkę światła na dwa strumienie. W jednym z nich zewnętrzna kamera rejestruje nierozproszony obraz, a w drugim cyfrowe mikrolustro zamienia obraz w binarny wzór pseudoprzypadkowy i przekazuje go do portu wejściowego kamery strumienia, która mierzy wariacje intensywności światła każdego impulsu. Tego typu kamery najczęściej stosuje się w samochodach wyposażonych w systemu LiDAR, które mają ambicje do autonomicznej jazdy, ale w tym przypadku chodzi o zastosowanie czysto naukowe. 

Źródło: GeekWeek.pl/popularmechanics