156 триллионов кадров в секунду: ученые разработали сверхбыструю камеру

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Мир вокруг нас полон движения, но многое из этого движения происходит слишком быстро, чтобы мы могли его увидеть. Взрыв пузыря, удар молнии, химическая реакция — все это происходит за доли секунды, оставляя нас лишь с последствиями, но не с самим процессом.

Автор: Designer

Однако ученые не сдаются и разрабатывают все более совершенные инструменты, чтобы заглянуть в этот скрытый мир сверхбыстрых явлений. Одним из таких инструментов стала камера SCARF, созданная командой профессора Цзиньян Ляна из Национального института научных исследований (INRS) в Канаде.

SCARF способна снимать со скоростью 156,3 триллиона кадров в секунду — это в миллионы раз быстрее, чем обычная камера! Такая скорость позволяет увидеть то, что раньше было недоступно: например, как электроны «прыгают» между атомами в процессе химической реакции, или как ударная волна распространяется по живой клетке.



Схема экспериментальной установки. (b) Репрезентативные кадры генерации эллиптической диаграммы поглощения, изображенной при скорости 6,5 Тбит/с. (c) Характеристика временного отклика при 6,5 Тбит/с. TESF, функция разброса временных границ [вычисляется путем усреднения временных ходов интенсивности выбранной линии, отмеченной в b]. TRF, функция временного отклика [вычисляется путем взятия производной TESF]. (d) Измеренные скорости в единицах скорости света в вакууме, c, верхнего и нижнего фронтов поглощения (помеченных маркерами) вдоль x и y направления по сравнению с теоретическими прогнозами (показаны пунктирными линиями). (e) Репрезентативные кадры генерации линейной диаграммы поглощения, изображенной при скорости 156,3 Тбит/с. f Характеристика временного отклика при 156,3 Тбит/с. (g) Измеренное расстояние распространения фронта поглощения вдоль −x направление с линейной посадкой. Центр маркера и полоса погрешности в c и f представляют среднее значение и стандартное отклонение соответственно.
Схема экспериментальной установки. (b) Репрезентативные кадры генерации эллиптической диаграммы поглощения, изображенной при скорости 6,5 Тбит/с. (c) Характеристика временного отклика при 6,5 Тбит/с. TESF, функция разброса временных границ [вычисляется путем усреднения временных ходов интенсивности выбранной линии, отмеченной в b]. TRF, функция временного отклика [вычисляется путем взятия производной TESF]. (d) Измеренные скорости в единицах скорости света в вакууме, c, верхнего и нижнего фронтов поглощения (помеченных маркерами) вдоль x и y направления по сравнению с теоретическими прогнозами (показаны пунктирными линиями). (e) Репрезентативные кадры генерации линейной диаграммы поглощения, изображенной при скорости 156,3 Тбит/с. f Характеристика временного отклика при 156,3 Тбит/с. (g) Измеренное расстояние распространения фронта поглощения вдоль −x направление с линейной посадкой. Центр маркера и полоса погрешности в c и f представляют среднее значение и стандартное отклонение соответственно.
Автор: Liu, J., Marquez, M., Lai, Y. et al. Swept coded aperture real-time femtophotography. Nat Commun15, 1589 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-45820-z Источник: www.nature.com
Зачем нам видеть сверхбыстрые процессы?

Понимание сверхбыстрых явлений имеет решающее значение для многих областей науки и техники. Например, в физике SCARF может помочь изучить поведение элементарных частиц, а в химии — понять механизмы химических реакций. В материаловедении сверхбыстрые камеры помогут разработать новые материалы с уникальными свойствами, а в биологии — исследовать процессы, происходящие внутри живых клеток.

Помимо фундаментальных исследований, SCARF имеет и множество практических применений. Например, сверхбыстрые камеры могут быть использованы для разработки новых лекарств и методов лечения, для создания более совершенных лазеров и электроники, а также для улучшения материалов, используемых в различных областях, от строительства до авиации.

Будущее сверхбыстрой визуализации

SCARF — это лишь один из примеров того, как технологии сверхбыстрой визуализации меняют наше представление о мире. С каждым годом камеры становятся все быстрее и точнее, открывая перед учеными новые горизонты.

Можно с уверенностью сказать, что в будущем сверхбыстрые камеры будут играть еще более важную роль в научных исследованиях и технологических разработках.

Благодаря им мы сможем увидеть то, что раньше было невидимым, и получить ответы на вопросы, которые долгое время оставались без ответа.

1 комментарий

B
Когда в iphone поставят такую ??

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Нейробиологи нашли способ вызывать осознанные сны: VR увеличил их частоту в 8 раз

Осознанное сновидение — это состояние, при котором спящий человек понимает, что находится во сне, и в некоторых случаях может произвольно управлять сюжетом и своими действиями. С точки...

«Вояджер-1» уже почти в одном световом дне от Земли: как NASA держит связь с аппаратом и сколько еще он проработает

18 ноября в 13:18 по московскому времени (в 5:18 утра по восточному времени США) автоматический космический аппарат NASA «Вояджер-1» пересечет историческую отметку. Он удалится от Земли на...

Яркие краски без капли краски: как новые «чужие» часы от Tsedro получились разноцветными

Независимое часовое ателье Tsedro традиционно экспериментирует с формой, содержанием, материалами. И даже тогда, когда материал кажется «типичным» для часов...

Что находится прямо над Солнцем и почему туда ещё не летал ни один человек

На любой привычной схеме Солнечной системы мы видим планеты, которые выстроены почти в одной плоскости (эклиптике). Меркурий, Земля, Юпитер и Нептун кружат по своим орбитам, а пространство...

Две рыбы в одном русле: почему чётную и нечётную горбушу признали разными биологическими видами

Личинка тихоокеанской горбуши скатывается в море весной при массе 0,2 г. Проведя на океаническом нагуле ровно один год, рыба возвращается в родную реку при длине 45-70 см и массе...

Зачем на дне бутылки с газировкой делают пять выступов

Пустая бутылка из-под газировки кажется почти невесомой: её стенку легко продавить пальцами. Но пока внутри находится напиток, та же тонкая оболочка удерживает давление газа и переносит...