Трохи більше року тому вчений Лі Хон Ван і його колеги з Каліфорнійського технологічного інституту розробили найшвидшу в світі камеру - пристрій, здатний робити 10 трильйонів знімків в секунду. Вона настільки швидка, що може навіть захоплювати світло.
Але іноді просто бути швидким недостатньо. Дійсно, навіть найшвидша камера не може знімати те, що вона не бачить. З цією метою дослідники розробили нову камеру, яка може робити до 1 трильйона знімків на секунду прозорих об'єктів.
Технологія камери, яка називається фазочутливою стисненою надшвидкою фотографією (pCUP), дозволяє знімати не тільки прозорі об'єкти, але і більш ефемерні речі, такі як ударні хвилі і, можливо, навіть сигнали, що проходять через нейрони.
Ван пояснює, що нова система візуалізації поєднує в собі систему високошвидкісної фотографії, яку він раніше розробив, зі старою технологією, фазово-контрастною мікроскопією, яка була розроблена, щоб краще візуалізувати об'єкти, які в основному прозорі, наприклад, такі як клітини.
Фазово-контрастна мікроскопія, винайдена майже 100 років тому голландським фізиком Фріцем Зерніке, працює, використовуючи переваги того, що світлові хвилі сповільнюються і прискорюються, коли вони входять у різні матеріали.
Наприклад, якщо промінь світла проходить через шматок скла, він сповільнюється, коли входить у скло, а потім знову прискорюється, коли виходить. Ці зміни у швидкості змінюють час хвиль. За допомогою деяких оптичних прийомів можна відрізнити світло, що пройшло через скло, від світла, якого там не було, і скло, хоча і прозоре, стає набагато легше бачити.
«Що ми зробили, так це адаптували стандартну фазово-контрастну мікроскопію, щоб вона забезпечувала дуже швидке зображення, що дозволяє нам зображати надшвидкі явища в прозорих матеріалах», - говорить Ван.
Швидкодіюча частина системи складається з того, що Ван називає lossless encoding compressed ultrafast technology (LLE-CUP, стиснута надшвидка технологія кодування без втрат).
На відміну від більшості інших надшвидких технологій відеозображення, які роблять серію зображень послідовно, повторюючи події, система LLE-CUP робить один знімок, захоплюючи весь рух, який відбувається протягом часу, необхідного для завершення зйомки.
Оскільки зробити один знімок набагато швидше, ніж кілька, технологія LLE-CUP здатна захоплювати рух, наприклад рух самого світла, який занадто швидко, щоб бути відтвореним більш типовою технологією камери.