Vật lý

Các photon chuyển động chậm ở tốc độ 1 nghìn tỷ khung hình / giây

Các photon chuyển động chậm ở tốc độ 1 nghìn tỷ khung hình / giây

Sử dụng công nghệ được phát triển gần đây được gọi là máy ảnh vệt, các kỹ sư của MIT đã có thể hình dung sự truyền của ánh sáng trong chuyển động siêu chậm.

Chiếc máy ảnh này cực kỳ độc đáo ở chỗ nó chỉ có thể chụp những vệt ảnh mỏng để tạo ra một bức ảnh hai chiều. Khẩu độ máy ảnh cực kỳ hẹp, chỉ cho phép một chùm photon mỏng đi vào máy ảnh. Các photon sau đó được chuyển thành electron ngay trước khi được hướng tới một góc vuông góc với khe. Điện trường thay đổi nhanh chóng làm lệch các electron ở các mức độ khác nhau, các electron đến muộn bị lệch nhiều hơn các electron đến sớm tương ứng. Sử dụng phương pháp này, tốc độ khung hình là một nghìn tỷ khung hình mỗi giâycó thể đạt được.

Dựa trên nguyên tắc này, chỉ một hình ảnh hai chiều được hiển thị. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng gương xoay, hình ảnh 3-D có thể được xây dựng cho các trường hợp có thể lặp lại chuyển động. Để xây dựng hình ảnh của chai, máy ảnh phải chụp ảnh nhiều lần với độ chính xác kéo dài đến picoseconds (1x1012 S) đồng thời định vị lại máy ảnh vệt để tạo hình ảnh 3D.

Trong khoảng thời gian chỉ một nano giây, ánh sáng đi qua chai và hàng trăm ngàn của tập dữ liệu được thu thập. Một thuật toán máy tính tổ chức hàng trăm gigabyte thu thập và ghép chúng vào một khung số ít. Tuy nhiên, máy ảnh này là một máy quay video cực kỳ kém hiệu quả vì nó chỉ có thể hiển thị các vật thể ba chiều trong trường hợp thí nghiệm có thể được lặp đi lặp lại một cách chính xác.

Tuy nhiên, các kỹ sư khác hiện đang triển khai máy ảnh vệt ở các cấu hình khác nhau để đạt được những kết quả ấn tượng khác. Một trong những đội như vậy đang sử dụng kỹ thuật để xem mọi người xung quanh các góc. Một tia laser phát ra một chùm ánh sáng sau đó được ghi lại bởi máy ảnh vệt. Chùm tia phản xạ và truyền qua phòng cho đến khi nó bị máy ảnh hấp thụ hoặc thu lại. Bằng cách phân tích thời gian cụ thể và góc quay lại của các photon được gửi đi, nó có thể xác định được những gì còn lại xung quanh một góc.

Trong ngành y tế, máy ảnh cũng có thể được sử dụng như một thiết bị siêu chính xác có chức năng tương tự như máy siêu âm, nơi ánh sáng có thể thay thế âm thanh. Trong khi máy ảnh hiện đang được sử dụng cho các thí nghiệm khoa học (mặc dù đáng kinh ngạc), các ứng dụng trong thế giới thực của thiết bị có thể trở nên khá hữu ích trong tương lai gần.

Do Maverick Baker viết kịch bản


Xem video: Những câu hỏi lớn Vũ trụ P6 Vật chất tối là gì? Năng lượng tối là gì? (Tháng Sáu 2021).