كنداقام المهندسون في مركز أبحاث الاتصالات السلكية واللاسلكية INRS Énergie Matériaux بتطوير أسرع كاميرا في العالم، والتي يمكنها التصوير بمعدل 156,3 تريليون إطار في الثانية (fps).
محاكاة أسرع نظام كاميرا في العالم SCARF. صورة: النسبة المطبعة دوليا
عادةً ما تعمل أفضل الكاميرات ذات الحركة البطيئة على الهواتف بمعدل بضع مئات من الإطارات في الثانية. يمكن لكاميرات الفيديو الاحترافية استخدام سرعات تصل إلى عدة آلاف من الإطارات في الثانية لتحقيق تأثيرات أكثر سلاسة. لكن إذا أرادوا مراقبة ما يحدث على المستوى النانوي، فإنهم بحاجة إلى سرعات غالق تصل إلى مليارات أو حتى تريليونات من الإطارات في الثانية. يمكن للكاميرا الجديدة من الفريق الهندسي في INRS التقاط الأحداث التي تحدث في بضعة فيمتوثانية (الفيمتو ثانية واحدة هي جزء من مليون من مليار من الثانية)، وفقًا لـ أطلس جديد.
واعتمد فريق البحث على التكنولوجيا التي طوروها في عام 2014، والتي تسمى CUP (التصوير المضغوط فائق السرعة)، والتي يمكنها التقاط 100 مليار إطار في الثانية. المرحلة التالية تسمى T-CUP، حيث يشير T إلى "تريليون إطار في الثانية". كما يوحي الاسم، يمكن لـ T-CUP التقاط ما يصل إلى 10 تريليون إطار في الثانية. وفي عام 2020، قام الباحثون برفعه إلى 70 تريليون إطار في الثانية باستخدام نسخة تسمى الضغط الطيفي فائق السرعة (CUSP).
والآن، قاموا بمضاعفة السرعة إلى 156,3 تريليون إطارًا في الثانية. يمكن لنظام الكاميرا الجديد، المسمى "تصوير الفيمتو المشفر للفتحة المشفرة في الوقت الحقيقي" (SCARF)، التقاط الأحداث التي تحدث بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن للإصدارات السابقة من التكنولوجيا مراقبتها، مثل موجات الصدمة المنقولة عبر المادة الحية أو الخلايا.
يعمل SCARF عن طريق إطلاق نبضة قصيرة جدًا من ضوء الليزر، والتي تمر عبر الحدث أو الجسم الذي يحتاج إلى تصويره. إذا تم تصوير ضوء مثل قوس قزح، فإن الطول الموجي الأحمر سيسجل الحدث أولاً، يليه اللون البرتقالي والأصفر وأخيرًا اللون الأرجواني. ولأن الحدث يحدث بسرعة كبيرة، حيث يمر كل لون بدوره، تظهر الصورة مختلفة، مما يسمح لنبض ضوء الليزر بتسجيل التغيير بأكمله في وقت قصير للغاية. تمر نبضة الضوء بعد ذلك عبر سلسلة من المكونات التي تركزها وتعكسها وتشتتها وترميزها، حتى تصل إلى مستشعر كاميرا الجهاز المزدوج الشحنة (CCD)، حيث يتم تحويلها إلى بيانات يمكن للكمبيوتر إعادة بنائها في الصورة النهائية.
وفقًا لفريق البحث، سيساعد نظام الكاميرا الخاص بهم في تحسين مجالات مثل الجغرافيا والأحياء والكيمياء وعلوم المواد والهندسة. يصفون الجهاز بالتفصيل في ورقة بحثية نشرت في مجلة Nature Communications.
آن خان (وفق أطلس جديد)
