Nejrychlejší fotoaparát na světě zvládne 10 bilionů fps

Zatímco v běžných fotoaparátech a telefonech jsme rádi, když máme podporu slow-motion videa alespoň se 120 snímky za sekundu a v malých rozlišeních se dostáváme třeba k tisícovce, profesionální náčiní jsou úplně někde jinde. Kvalitní slow-motion kamery zvládají i desítky tisíc snímků při použitelných rozlišeních (viz YouTube kanál Slow Mo Guys) a specializované věděcké fotografické přístroje pro záznam extrémně krátkých časových úseků jsou ještě o několik desítkových řádů dále. V případě kamery T-CUP od vědců z Caltechu a INRS totiž hovoříme o desítce bilionů snímků za sekundu (to je deset tisíc miliard aneb 10¹³).

 

 

Tato kamera je tak rychlá, že dokáže zobrazit cestu "světla". Přesněji řečeno byla vytvořena k tomu, aby mohla zaznamenat femtosekundové laserové pulsy. Pokud vám předpona "femto" nic neříká, tak vězte, že jde o tisícinu pikosekundy a ta je tisícinou nanosekundy. V řeči čísel je femtosekunda = 10^-15 s. Zatímco nejrychlejší kamera dosud zvládala pořídit snímek co 180 femtosekund, při 10 bilionech snímků za sekundu už hovoříme o fotografiích pořízených každých 100 femtosekund. Využívá klasické femtosekundové kamery (streak camera) v kombinací s druhou kamerou. Pomocí Radonovy transformace jsou pak vědci schopni získat snímek s vysokým počtem fps i použitelným rozlišením.

 

 

Kameru vyzkoušeli na záznam výše zmíněného laserového paprsku, nicméně zde ukázané obrázky nebyly pořízeny při maximální rychlosti. V tomto případě využili rychlost 2,5 Tfps (400 femtosekund mezi snímky). Vědci z Caltech Optical Imaging Laboratory (COIL) se už nechali slyšet, že vidí možnost vyrobit kameru, která opravdu zvládne 10¹⁵ fps (tedy snímek každou 1 femtosekundu). To by jim mělo umožnit ještě lépe pochopit interakce mezi světlem a hmotou.

 

Zdroj: inrs.ca, sciencedaily.com