Cosa fai quando hai un esperimento troppo veloce da essere ripreso anche dalle telecamere più veloci del mondo?

Per un trio di ricercatori del California Institute of Technology, la risposta è stata semplice: costruisci una fotocamera più veloce.

In precedenza, le videocamere più veloci del mondo avevano framerate di un-cento-miliardesimo di secondo. Un centinaio di miliardesimo di secondo è il tempo sufficiente per un raggio di luce per percorrere la lunghezza di un seme di sesamo. Ma la fotocamera non era abbastanza veloce.

I ricercatori che lavoravano con laser avanzati avevano sviluppato una tecnica chiamata “messa a fuoco temporale” in cui un impulso laser poteva essere fatto sparare per periodi di tempo estremamente brevi e compressi. L’intero raggio di luce si diffondeva all’improvviso, e i ricercatori sapevano che i laser focalizzati temporalmente si comportavano in modo diverso dai laser emessi per periodi di tempo più lunghi.

Ma le telecamere esistenti erano troppo lente per studiarle. C’erano alcuni modi per aggirare questo problema in altri esercizi ultraveloci. I ricercatori a volte eseguivano lo stesso esperimento più e più volte davanti alla stessa e troppo lenta macchina fotografica fino a quando non aveva raccolto abbastanza fotogrammi di azione da mettere insieme in un unico film completo. Questo però non funzionerebbe per schiantare un laser compresso su una superficie come fosse vetro inciso.I ricercatori volevano vedere che aspetto avesse, ma sapevano che sarebbe sembrato diverso ogni volta. Non c’era modo di mettere insieme più esperimenti in un singolo film.

“Sapevamo che usando una sola fotocamera a raffica di femtosecondi, la qualità dell’immagine sarebbe stata limitata. Quindi, per migliorare questo, abbiamo aggiunto un’altra fotocamera che acquisisce un’immagine statica. In combinazione con l’immagine acquisita dai femtosecondi, siamo in grado di utilizzare quello che viene chiamato trasformazione del radon per ottenere immagini di alta qualità fino a dieci trilioni di fotogrammi al secondo”, ha detto il co-autore dello studio Lihong Wang.

Così i tre scienziati, Jinyang Liang, Liren Zhu e Lihong V. Wang hanno inventato una tecnologia che chiamano fotografia ultraveloce compressa da 10 trilioni di fotogrammi al secondo (T-CUP). T-CUP funziona cento volte più velocemente del precedente metodo di registrazione più veloce, combinando i dati dei film con quelli di un’immagine fissa. Come i ricercatori hanno descritto in un documento pubblicato l’8 agosto sulla rivista Nature, T-CUP suddivide l’immagine del laser in due dispositivi: un registratore di movimento e una fotocamera che rende una singola esposizione della scena. La cinepresa cattura la scena al limite di ciò che è possibile vedere. La macchina fotografica fissa fa un singolo, spalmato colpo dell’intero movimento del laser.

Quindi, un computer combina i dati delle due fotocamere, usando l’immagine imbrattata della fotocamera fissa per riempire gli spazi vuoti del film. Il risultato? Un video di 450 x 150 pixel che dura per 350 fotogrammi e ci mostra la luce in movimento!!!

Fonti: www.chimerarevo.com, wordssidekick.com

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