Ученые создали камеру, способную «заморозить время»

Ученые разработали самую быструю камеру в мире, которая может захватывать 10 триллионов кадров в секунду, что позволяет «заморозить время», чтобы видеть свет в чрезвычайно медленном движении. По словам ученых из Калифорнийского технологического института в США, продвижение может дать представление о незаметных секретах взаимодействий между светом и веществом, пишет Financial Express.

В последние годы соединение инноваций в нелинейной оптике и визуализации открыло двери для новых и высокоэффективных методов микроскопического анализа динамических явлений в биологии и физике. Однако использование потенциала этих методов требует способа записи изображений в реальном времени с очень коротким временным разрешением - за одну экспозицию.

Используя современные методы визуализации, измерения, проводимые с помощью сверхкоротких лазерных импульсов, должны повторяться много раз, что подходит для некоторых типов инертных образцов, но невозможно для других более хрупких. Например, лазерное гравированное стекло может переносить только один лазерный импульс, оставляя меньше, чем пикосекунда, чтобы фиксировать результаты. В этом случае метод визуализации должен иметь возможность фиксировать весь процесс в реальном времени.

Хорошей отправной точкой была сжатая сверхбыстрая фотография (CUP). При 100 млрд кадров в секунду этот метод приближался, но не соответствовал спецификациям, необходимым для интеграции фемтосекундных лазеров. Чтобы улучшить концепцию, новая система T-CUP была разработана на основе фемтосекундной полосовой камеры, которая также включает в себя тип сбора данных, используемый в таких приложениях, как томография.

«Мы знали, что с использованием только фемтосекундной полосовой камеры качество изображения будет ограничено», - сказал Лихонг Ванг, директор лаборатории оптической визуализации из Калифорнийского технологического института. «Чтобы улучшить это, мы добавили еще одну камеру, которая приобретает статическое изображение. В сочетании с изображением, полученным камерой фемтосекундной полосы, мы можем использовать так называемое преобразование Радона для получения высококачественных изображений при записи десяти триллионов кадров в секунду».

Установив мировой рекорд скорости изображения в реальном времени, камера под названием T-CUP может подключать микроскопы нового поколения для биомедицины, материаловедения и других приложений. Эта камера представляет собой фундаментальный сдвиг, позволяющий анализировать взаимодействия между светом и веществом при беспрецедентном временном разрешении.