Физика

Фотоните се движат в забавено движение с 1 трилион кадъра в секунда

Фотоните се движат в забавено движение с 1 трилион кадъра в секунда

Използвайки наскоро разработена технология, известна като ивична камера, инженерите от MIT успяха да визуализират разпространението на светлината в супер бавно движение.

Камерата е изключително уникална с това, че може да заснема само тънки ивици от изображения, водещи до двуизмерна картина. Блендата на камерата е невероятно тясна, като позволява само тънък лъч фотони да влезе в камерата. След това фотоните се преобразуват в електрони точно преди да бъдат насочени под ъгъл, перпендикулярен на процепа. Бързо променящото се електрическо поле отклонява електроните в различна степен, като късно пристигащите се отклоняват повече от съответните такива за ранно пристигане. Използвайки този метод, честота на кадрите от един трилион кадъра в секундаможе да бъде постигнат.

Въз основа на този принцип се изобразява само двуизмерно изображение. Въпреки това, като се използват въртящи се огледала, може да се изгради триизмерно изображение за случаи, когато движението е повторяемо. За да изгради образа на бутилката, камерата трябва да прави снимки отново и отново с точност, достигаща до пикосекунди (1x1012 с), докато едновременно пренасочвате ивичестата камера, за да изградите 3D изображение.

В рамките на само една наносекунда, светлината преминава през бутилката и стотици хиляди от набори от данни се събират. Компютърен алгоритъм организира стотици гигабайта събра и ги зашива в единствена рамка. Камерата обаче е невероятно неефективна видеокамера, тъй като може да изобразява триизмерни обекти само в случаи, когато експериментът може да се повтори прецизно отново и отново.

Независимо от това, в момента други инженери вече прилагат стрийк камерата в различни конфигурации, за да постигнат други впечатляващи резултати. Един такъв екип използва техниката, за да вижда хора зад ъглите. Лазер изпраща лъч светлина, който след това се записва от ивичестата камера. Лъчът отразява и се разпространява през стаята, докато не бъде погълнат или събран от камерата. Чрез анализ на конкретното време и ъгъл на връщане на изпратените фотони може да се определи какво остава зад ъгъла.

В медицинската индустрия камерата може да се използва и като супер точно устройство, подобно по функция на ултразвукова машина, където светлината може да замести звука. Докато камерата в момента се използва за (макар и невероятни) научни експерименти, реалните приложения на устройството могат да станат доста полезни в близко бъдеще.

Написано от Maverick Baker


Гледай видеото: Zooming into Sagittarius A (Октомври 2021).