مع التطور التكنولوجي المتسارع، يقول العلماء إن الكاميرا الأسرع في العالم قادرة على التقاط لقطات بمعدل يصل إلى 156 تريليون إطار في الثانية (fps)، مما يفتح نافذة جديدة نحو الظواهر فائقة السرعة التي كانت غير مرئية في السابق.
تقنية جديدة لالتقاط الصور بالكاميرا
تستخدم الجهاز الجديد تقنية بصرية جديدة لالتقاط 132 إطارًا من نبضة واحدة لليزر فائق السرعة. وقد وصف العلماء الجهاز الجديد في دراسة نُشرت في 21 فبراير في مجلة “Nature Communications”.
الاستخدامات الواعدة للتقنية
تتيح هذه التقنية للعلماء تسجيل الظواهر التي تحدث في فترات زمنية قدرها الفيمتوثانية – أي مقدار الزمن الذي يساوي واحد في المليون من المليار من الثانية. وتشير الأبحاث إلى أن هذه التقنية يمكن أن توفر رؤى قيمة تؤثر على مجالات مختلفة في البحث والتطوير، بدءًا من إنشاء تقنيات جديدة لذاكرة الحاسوب إلى علاجات الأشعة فوق البنفسجية.
أهمية الكاميرا الجديدة
قال الدكتور جينيانغ ليانغ، أستاذ مشارك في البصريات في المعهد الوطني للبحوث العلمية في مدينة كيبيك، “إن هذه الكاميرا ليست مجرد لعبة، بل هي في الواقع قطعة مهمة جدًا من المعدات العلمية”. وأضاف: “نحن على حافة تطوير نظام تصوير عام يسمح لنا برؤية الكثير من الظواهر التي لم تكن متاحة من قبل”.
تحديات التصوير للظواهر فائقة السرعة
تشير الدراسات إلى أن التحدي الرئيسي عند تصوير الظواهر فائقة السرعة هو أن أجهزة الاستشعار في الكاميرات الحالية لا تستطيع التقاط اللقطات بمعدل يتجاوز عدة مئات من الملايين في الثانية. ومع ذلك، تحدث العديد من الأحداث في الطبيعة على مقياس زمني يتجاوز هذه القيم في مرات عدة.
طريقة الاستخدام الجديدة
اعتمد الباحثون في الدراسة على ليزر “متردد” خاص، حيث تمدد أطوال الأمواج الضوئية بحيث يصل الضوء بألوان مختلفة في أوقات مختلفة. وعند إطلاق نبضة من هذا الليزر على جسم، يتم التقاط معلومات من نقاط زمنية مختلفة لكل لون من الألوان.
استخدامات محتملة
وفي دراستهم، استخدم الباحثون الكاميرا لتسجيل تفاعل نصف موصل مع الفوتونات من نبضة ليزر، بالإضافة إلى تسجيل عملية إزالة المغناطيسية لطبقة سبائكية. وقد أشار الباحثون إلى أن هذه التقنية قد تكون واعدة في تسجيل كيفية استجابة الخلايا للموجات فوق الصوتية التي تسببها أجهزة الأمواج فوق الصوتية، مما يمكن أن يؤثر على علاجات طبية محددة.
