La fotocamera più veloce del mondo cattura 156 trilioni di fotogrammi al secondo


La fotocamera più veloce del mondo apre una finestra sull'immediatezza dei fenomeni ultraveloci. Capace di catturare immagini a una velocità vertiginosa, questa fotocamera rivoluzionaria rivela dettagli precedentemente sfuggenti.

La rivoluzione dell'imaging ultraveloce

Le fotocamere convenzionali, che si basano sull'uso di sensori optoelettronici sensibili per catturare la luce riflessa o assorbita da un oggetto, sono limitate dalla velocità di acquisizione delle immagini, generalmente misurata in fotogrammi al secondo (fps). Le fotocamere più veloci sul mercato possono catturare immagini a velocità estremamente elevate, fino a diversi milioni di fps, consentendo loro di catturare eventi in rapido movimento, ma sempre in un intervallo temporale relativamente lungo rispetto ai fenomeni ultraveloci.

Per risolvere questo problema, i ricercatori dell’Institut national de la recherche scientifique (INRS) in Quebec hanno sviluppato un nuovo approccio chiamato femtofotografia ad apertura codificata in tempo reale. Questo metodo si basa sull'utilizzo di a laser speciale: il laser scheggiato. Lì le lunghezze d'onda della luce sono allungate, in modo che la luce di diversi colori arrivi in ​​momenti diversi.

Con questo approccio, la luce del laser viene inviata attraverso un reticolo che divide le diverse lunghezze d’onda e le invia in direzioni diverse. Quindi la luce passa attraverso una maschera che stampa uno schema leggermente diverso in ciascuna lunghezza d'onda. Questo modello agisce come un codice a barre che consente di distinguere ciascuna lunghezza d'onda durante l'elaborazione dei dati.

Viene quindi utilizzato un software appositamente progettato per analizzare questi codici a barre e determinare quali parti del segnale provengono da ciascuna lunghezza d'onda. Ciò consente di ricostruire un breve filmato da un'unica istantanea separando efficacemente le diverse parti dell'evento ad alta velocità e presentandole nel corretto ordine cronologico.

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telecamera
La squadra del dottor Liang. Crediti: INRS (Gruppo CNW/Istituto Nazionale di Ricerca Scientifica (INRS))

Nuove prospettive

Con questo approccio, i ricercatori sono stati in grado di sviluppare una fotocamera in grado di catturare fino a 132 immagini da un singolo impulso di un laser ad alta velocità. Questo notevole progresso apre vaste prospettive in molti settori della ricerca e dello sviluppo. Potrebbe infatti consentire agli scienziati di visualizzare fenomeni che si verificano in femtosecondi, o in un quadrilionesimo di secondoaprendo così una finestra su eventi troppo rapidi per essere osservati prima.

Ad esempio, potranno osservare le reazioni chimiche che si verificano su scale temporali precedentemente impensabili, il che potrebbe portare a una migliore comprensione dei meccanismi fondamentali della chimica e ad accelerare lo sviluppo di nuovi materiali e farmaci.

Allo stesso modo, questo Avanzate potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione dei processi biologici, come la comunicazione cellulare e le risposte immunitarie, che avvengono a velocità estremamente elevate. Consentendo agli scienziati di osservare questi processi con una risoluzione temporale senza precedenti, questa tecnica potrebbe aprire nuove prospettive nel campo della biologia molecolare e della ricerca sulle malattie.

Anche a livello ingegneristico questa nuova tecnica potrebbe avere un impatto significativo. Ad esempio, potrebbe essere utilizzato per studiare la dinamica dei materiali durante l’impatto o la deformazione, il che potrebbe portare a progressi nella progettazione di materiali più resistenti e leggeri da utilizzare nell’industria aerospaziale, automobilistica e in altri settori.





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