كاميرا تصور عشرة تريليونات إطار في الثانية

الجزيرة نت 2018-10-13 16:37 goo.gl/TcXgmz62
كاميرا تصور عشرة تريليونات إطار في الثانية

طوّر فريق من معهد كاليفورنيا للتقنية كاميرا تصور بسرعة عشرة تريليونات إطار في الثانية، مما يعني أنها قادرة على تصوير الضوء بالعرض البطيء أثناء حركته، ويخطط أعضاء الفريق لرفع سرعتها مئات المرات.

ومن المعروف أن الضوء أسرع شيء في الكون، ومحاولة التقاط حركته فيها تحد كبير، خاصة وأن فهم تلك الحركة أساسي لتطبيقات عدة في مجالات كالفيزياء والهندسة والطب التي تعتمد بكثافة على سلوك الضوء في نطاقات صغيرة وقصيرة جدا بحيث تكون في الحد الأدنى لما يمكن قياسه.

وحصلت بعض النجاحات في السابق بالتقاط حركة الضوء باستخدام طريقة "مخادعة" بعض الشيء تستخدم كاميرا خطية (Streak camera).

وتعتمد تلك الطريقة على تكرار نبض الضوء بحيث يتم إرسال نبض واحد كل مللي ثانية مع إزاحة وقت التقاط الكاميرا بجزء أصغر من المللي ثانية، مثل بضع فيمتوثوان، فيتم التقاط النبض عندما كان هنا، والتالي له عندما كان أبعد قليلا، والثالث عندما كان أبعد من ذلك، وهكذا.. ليتشكل في النهاية فيلم لا يمكن تمييزه عما لو تم التقاط ذلك النبض الأول بسرعة عالية.

وتلك الطريقة فعالة للغاية، لكنها تتطلب إنتاج نبض من الضوء كل مرة بنفس الطريقة تماما، كما قد يحتاج العلماء إلى رؤية ما يحدث عندما يمر الضوء خلال عدسة محفورة بالليزر ستتغير بمجرد أن يضربها النبض الأول.

ولأجل ذلك طوّر جينيانغ ليانغ وزملاؤه جهاز "تي-كاب" (T-CUP) يجمع بين استخدام كاميرا خطية مع أخرى ثابتة، وأسلوب جمع بيانات يستخدم في التصوير المقطعي.

وسمحت ذلك بالتقاط صور (إطارات) يفصل بينها مئة فيمتوثانية فقط، مما يعني عشرة تريليونات إطار بالثانية، أو هكذا ستكون لو أرادوا تشغيلها تلك المدة الزمنية، لكن لا توجد مصفوفة تخزين سريعة بما يكفي لكتابة عشرة تريليونات قيمة في الثانية للقيام بهذا الأمر، وكان بمقدورهم تشغيلها لعدد محدود من الإطارات المتوالية (25 إطارا) أثناء التجربة.

ويظهر في تلك الإطارات الـ 25 نبضة ليزر طولها فيمتوثانية تمر عبر عدسة لتقسيم الشعاع في الوقت الحقيقي، وهو مستوى من الدقة يعتبر إنجازا غير مسبوق.

لكن أعضاء الفريق لا ينوون التوقف عند هذا الحد، ويخططون لرفع سرعة الكاميرا إلى كوادريليون إطار بالثانية (1015) وفقا لما ذكر ليانغ في بيان صحفي، مشيرا إلى أن هذا قد يفتح مجالات جديدة كليا بالفيزياء وغيرها من العلوم.

رابط المصدر

أحدث المواضيع من موقع الجزيرة نت