ساخت سریع‌ترین دوربین جهان؛ ثبت 156.3 تریلیون فریم‌درثانیه

مهندسان مرکز تحقیقاتی INRS Énergie Matériaux Télécommunications در کانادا سریع‌ترین دوربین جهان را ساخته‌اند که می‌تواند با سرعت خیره‌کننده 156.3 تریلیون فریم‌برثانیه (fps) فیلمبرداری کند.

طبق گزارش‌های منتشرشده، این دوربین جدید می‌تواند اتفاقاتی که در محدوده فمتوثانیه‌ها - چهار میلیاردم ثانیه - رخ می‌دهند را ثبت کند. برای درک بهتر، نسبت یک فمتوثانیه به یک ثانیه مانند نسبت یک ثانیه به 31.7 میلیون سال است.

محققان برای ساخت این دوربین از فناوری معروف به «عکاسی فوق‌سریع فشرده» استفاده کردند که اولین بار سال 2014 توسعه پیدا کرده است و عکاسی با سرعت 100 میلیارد فریم‌درثانیه را فراهم می‌کند. سپس در سال 2020، آن‌ها فناوری دیگری با نام «عکاسی طیفی فوق سریع فشرده» (CUSP) را توسعه دادند که سرعت عکاسی را به 70 تریلیون فریم‌درثانیه می‌رساند. حالا نیز محققان دوباره این فناوری را بهبود داده‌اند و سرعت عکاسی آن به 156.3 تریلیون فریم‌درثانیه رسیده است.

نحوه کار دوربین جدید

سیستم دوربین جدید «فمتوعکس‌برداری بدون‌وقفه با دیافراگم کدگذاری‌شده» (SCARF) نامیده می‌شود که از نظر عملکرد، از نسخه‌های قبلی فراتر می‌رود و می‌تواند رویدادهایی را ثبت کند که خیلی سریع اتفاق می‌افتند، مانند امواجی که در ماده یا سلول‌های زنده حرکت می‌کنند.

نحوه کار SCARF نیز به این صورت است که ابتدا یک پالس فوق‌کوتاه نور لیزر تولید می‌شود و از رویداد یا شیء عبور می‌کند. اگر نور را به صورت رنگین کمان تصور کنید، ابتدا طول موج‌های قرمز و پس از آن سایر رنگ‌های طیف به شیء می‌رسند. از آنجایی که رویداد بسیار سریع اتفاق می‌افتد، زمانی که هر رنگ متوالی به آن می‌رسد، متفاوت به نظر می‌رسد و به پالس اجازه می‌دهد تا ‌همه‌چیز را در یک بازه زمانی بسیار کوتاه ثبت کند.

سپس این پالس نوری رمزگذاری می‌شود تا در نهایت به سنسور دوربین یک دستگاه برسد. در نهایت، به داده‌هایی تبدیل می‌شود که می‌تواند توسط یک رایانه به تصویر نهایی تبدیل شود.