تصاویر عجیب آغاز انفجار هسته‌ای را از دید دوربین راپاترونیک ببینید

دانشمندان برای آشنایی با مکانیسم انفجار هسته‌ای، باید از میلی‌ثانیه‌های ابتدایی آن با فریم‌ریت بسیار بالایی تصویربرداری کنند. درحال‌حاضر فقط سازمان‌های تحقیقاتی دولتی دوربینی با فریم‌ریت فوق‌العاده سریع و سرعت شاتر تقریباً آنی در اختیار دارند. تاریخچه این دوربین‌ها به دهه 1950 برمی‌گردد؛ راپاترونیک (Rapatronic) اولین دوربینی است که انفجار هسته‌ای را ثبت کرد. در این مطلب با آن بیشتر آشنا می‌شوید.

باوجود استانداردهای امروزی و پیشرفت فناوری، بیشتر دوربین‌ها توانایی تصویربرداری از چند میلی‌ثانیه ابتدایی انفجار هسته‌ای را ندارند. فقط دوربین‌هایی با سرعت فوق‌العاده که عمدتاً محدود به مؤسسات دانشگاهی یا مراکز تحقیقاتی دولتی‌اند، می‌توانند لحظه تولد انفجار هسته‌ای را از راه دور ضبط کنند.

مطمئناً اوایل دهه 1950 ساخت چنین دوربینی غیرممکن به نظر می‌رسید اما در جو حاکم بر آن دوره –از یک سو پایان‌ جنگ جهانی دوم و انفجارهای اتمی در شهرهای هیروشیما و ناکازاکی و از سوی دیگر شروع جنگ سرد و رقابت‌های عجیب‌وغریب دانشمندان بلوک شرق و غرب– محققان آمریکایی توانستند اولین دوربینی که می‌توانست انفجار هسته‌ای را ثبت کند، بسازند.

داستان تولید دوربین راپاترونیک برای ثبت انفجار هسته‌ای

پس از انفجارهای اتمی که شهرهای هیروشیما و ناکازاکی را نابود کرد، دانشمندان آمریکایی از خلق بمب‌های اتمی مرد چاق و پسر کوچک (Fat Man and Little Boy) حیران ماندند. اما خسارتی که به ژاپن زد، دانشمندان را نیز به این فکر فروبرد که در انفجار هسته‌ای چه می‌گذرد؟

البته در دهه 1940، در مکانیک و علم هسته‌ای بمب اتمی به‌خوبی توصیف و مستند شده بود اما چیزی که دانشمندان می‌خواستند، ویدیویی بود که لحظه‌به‌لحظه فرایند انفجار اتمی را نشان دهد. چنین ویدیویی می‌توانست بینش عظیمی درباره جنبه‌های جدید علم هسته‌ای آشکار کند که از چشم غیرمسلح انسان پنهان است.

دوربین‌های عکاسی که در دهه 1950 وجود داشتند، هنوز ابتدایی بودند. دوربین‌های فیلم‌برداری از آن نیز بدتر بودند و فریم‌ریت آنها هیچ اطلاعات مفیدی درباره لحظات ابتدایی انفجار هسته‌ای در اختیار دانشمندان قرار نمی‌داد. پیش‌از‌این، دوربین‌های عکاسی لحظاتی از انفجارهای هسته‌ای را ثبت کرده بودند اما نمی‌توانستند پی‌درپی و با سرعت و دقت بالا فریم‌ها را تولید کنند.

اینجاست که محققان به فکر توسعه دوربین مخصوصی افتادند. دکتر «هارولد اجرتون» (Harold Edgerton) وظیفه توسعه این دوربین با نام راپاترونیک را بر عهده گرفت: نام این دوربین نتیجه ترکیب 3 عبارت Rapid Action Electronic است و می‌تواند فیلمی با 10 میلیون فریم‌درثانیه ضبط کند. البته فریم‌ریت بالا تنها ویژگی خارق‌العاده این دوربین نبود، سرعت شاتر آن نیز مثال‌زدنی است.

سرعت شاتر فوق‌العاده سریع راپاترونیک به کمک مکانیزمی مبتکرانه امکان‌پذیر شد که می‌توانست شاتر را تقریباً آنی بازوبسته کند. محققان سیم‌پیچی را دور استوانه‌ای شیشه‌ای مخصوص پیچیدند تا هنگامی که جریان الکتریکی القا می‌شود، میدان مغناطیسی سیم‌پیچ‌ها دریچه را به‌سرعت بازوبسته کند. سپس آینه‌ای چرخان نور ورودی را به فیلمی منحنی که بالای آینه قرار دارد، هدایت می‌کند. بین هر بار بازوبسته‌ شدن شاتر، آینه اندکی می‌چرخد ​​و فریم بعدی را با سرعت 10 میلیاردم ثانیه ثبت می‌کند.

درنهایت، محققان با 10 دوربین توانستند آزمایش هسته‌ای را ثبت کنند. ویدیوهایی که با این دوربین گرفته شد، همان‌طور که انتظار می‌رفت، دانشمندان را با پدیده‌های جدیدی آشنا کرد؛ برای مثال توانستند با این فیلم‌ها مکانیسم احتراق انفجار هسته‌ای را موشکافی کنند.