سریع‌ترین دوربین جهان که در هر ثانیه 10 تریلیون عکس می‌گیرد

یکی از لذت بخش‌ترین انواع ویدئوها، نوع صحنه آهسته آن است. در بازار دوربین‌هایی وجود دارند که قادرند هزاران فریم در هر ثانیه را به ثبت رسانده و از ترکیب آنها ویدئوهایی صحنه آهسته و جذاب بوجود آورند. اما اکنون محققین کلتک و INRS با تهیه سریع‌ترین دوربین جهان، تمامی دوربین‌هایی که در بازار موجود است را به اسباب بازی کودکان مبدل کرده است. این دوربین می‌تواند با رقم اعجاب آور 10 تریلیون فریم در هر ثانیه تصاویر را به ثبت برساند. سرعتی که با استفاده از آن می‌توان تحولات بین نور و ماده در ابعاد نانو را به ثبت رساند.

سال گذشته این رکورد متعلق به تیم سوئدی بود که دوربینی با قابلیت ثبت 5 تریلیون فریم در ثانیه تولید کرده بودند، که البته آن هم ارتقای سیستم دیگری با سرعت 4.4 تریلیون بر ثانیه به حساب می‌آمد. دوربین جدید به طرز حیرت آوری رکورد پیشین را  2 برابر کرده است که اکنون قادر است تا نگاه دقیق‌تری به جهان در ابعاد نانو داشته باشد. برای تکنیک جدید تصویربرداری، این تیم از روشی به اسمی CUP (تصویربرداری فشرده فوق سریع) استفاده کرد که قادر است 100 میلیارد فریم بر ثانیه تصویر به ثبت برساند. این روش به خودی خود پرقدرت است، اما نه به اندازه‌ای که بتواند پالس‌های لیزر فوق سریع را ثبت کند، اتفاقی که در ابعاد فمتوثانیه (femtoseconds) رخ می‌دهد.

بنابراین این برای ارتقای این فناوری یک دوربین خطی فمتوثانیه‌ای را با یک دوربین استاتیک ترکیب کردند و با استفاده از تکنیک اکتساب اطلاعات که Radon transformation نام دارد، آن را راه اندازی کردند. سیستم پیشرفته جدید T-CUP نام گرفت. لی‌هونگ ونگ، یکی از محققان اصلی این پروژه درخصوص آن گفته است:

ما میدانستیم که با استفاده از تنها یک دوربین فمتوثانیه‌ای خطی کیفیت تصاویر محدود خواهد بود. بنابراین برای بهبود آن، دوربین دیگری اضافه کردیم که تصاویر ثابت را به ثبت می‌رساند. با ترکیب تصویر بدست آمده از این دو دوربین و با استفاده از Radon transformation برای بدست آوردن تصاویری با کیفیت بالا، اکنون می‎توانیم در هر ثانیه 10 تریلیون فریم به ثبت برسانیم.

برای اولین تست، این دوربین ارزش خود را با ثبت یک پالس فمتوثانیه‌ای از نور لیزر، با ذخیره 25 تصویر که هر کدوم 400 فمتوثانیه با هم فاصله داشتند، ثابت کرد. با استفاده از این فرایند، تیم تحقیقاتی توانست تغییراتی که در شکل، شدت  و زاویه گرانی این پالس از نور بوجود آمده بود را در آهسته‌ترین زمانی که تا امروز ممکن نبود، مشاهده کند.

این امر می‌تواند به ما کمک کند تا اتفاقاتی را که در کمترین زمان رخ می‌دهند را مشاهده کنیم و از طریق آن رازهایی که در جهان‌های فوق سریع فیزیک و زیست وجود دارد را کشف کنیم. البته به نظر می‌رسد این تیم قصد ندارد تا تحقیقات خود را در همین مرحله و با سرعت 10 تریلیون فریم بر ثانیه نگه دارد. چرا که جینیانگ لیانگ، محقق اصلی این پژوهش، گفته است: “این موضوع در نوع خود دستاورد به حساب می‌آید اما ما حالا احتمال افزایش سرعت تا 1 کوادرلیون فریم بر ثانیه را هم دریافته‌ایم.”