هل تصدق أنه تم التوصل إلى كاميرا يمكنها تصوير الضوء بالعرض البطي؟ وهل يمكن تخيل كاميرا بدقة تصوير 10 تريليون إطار في الثانية؟ إنه شيء لا يصدق بالفعل، ولكنه حقيقي وموجود، تفضل بقراءة هذه المقالة لمعرفة المزيد حول ذلك، ولا تنس مشاركة المقالة مع أصدقائك وعلى مواقع التواصل الاجتماعي.
استطاع علماء من معهد كاليفورنيا للتقنية وجامعة كويبيك تطوير أسرع كاميرا في العالم، والتي تستطيع التقاط الصور بسرعة خرافية فائقة للمألوف، حيث تمكنت هذه الكاميرا من تسجيل 10 تريليون إطار في الثانية (FPS).
وبناء على ورقة علمية نشرت في مجلة “الضوء: العلم والتطبيقات”، فقد تمكنت هذه الكاميرا الباحثين من تتبع حركة الضوء لحزم ضوئية على شكل ومضات ليزرية كل إطار على حدة. يذكر أن هذه الومضات الليزرية متناهية القصر الزمني لا تتجاوز مدتها الفيمتوثانية (الفيمتوثانية = 1 فيمتوسكند = 1.0×10^-15 ثانية).
وتجاوزت السرعة التي حققها الباحثون في هذه التجربة الفائقة السرعة المسجلة في تجربة الكاميرا التي قام بتطويرها مجموعة من العلماء السويديين والتي تمكنت من التقاط 5 تريليون إطاراً في الثانية.
ويقول أصحاب التجربة الأخيرة، أن الكاميرا الخاصة بهم تتيح إمكانية متابعة وتحليل التفاعل بين الضوء والمادة بأبعاد زمنية غير مسبوقة، وتضيف هذه المقدرة إمكانات وفوائد عديدة في مختلف المجالات العلمية ابتداء من الطب الحيوي وانتهاء بهندسة وعلم المواد.
وللتوصل إلى هذه الاختراع العلمي غير المسبوق، فقد استخدم فريق عمل أسرع كاميرا في العالم، تكنولوجيا متوفرة مسبقا، وهي “التصوير المضغوط فائق السرعة”، كنقطة بداية لاختراعهم الضخم. وتعد تكنولوجيا “التصوير المضغوط فائق السرعة” قادرة على التقاط 100 مليار إطار في الثانية باستخدام ما يعرف بالكاميرا الشعاعية الدقيقة.
ولكن نظام تكنولوجيا “التصوير المضغوط فائق السرعة” بحد ذاته، غير كافٍ لتصوير ومضات ليزرية بفترات زمنية بقياس الفيمتوثانية، وذلك وفقا للعماء العاملين في هذا المجال. وحري بالذكر أن القياسات التي تم أخذها للومضات الليزرية فائفة القصر الزمني يجب إعادتها مرات عديدة.
ويقول ليهونج وانج، مدير مختبر التصوير البصري في معهد كاليفورنيا للتقنية (COIL) وأحد أصحاب هذه الدراسة: “كنا على علم مسبق أن جودة الصور التي تم التقاطها بالكاميرا بقدرة 1 فيمتوثانية ستكون محدودة”.
وأضاف قائلا: ” ولتحسين وتطوير هذا، فقد قمنا بإضافة كاميرا أخرى تلتقط الصورة الثابتة، بشكل متزامن مع الصورة الملتقطة بواسطة كاميرا الشعاع ذي الفيمتوثانية، وهنا يمكننا استخادم ما يسمى بـ “تحويل رادون” في سبيل الحصول على صور بجودة عالية أثناء التسجيل بدقة 10 تريلون إطارا في الثانية.”
وبالرجوع إلى التقرير، وفي التجارب الأولية للكاميرا فائقة السرعة، تمكن الباحثون من التقاط ومضة ليزرية واحدة ذات الفيمتوثانية الواحدة، حيث التقطت الكاميرا 25 إطارا في فترة زمنية مقدارها 400 فيمتوثانية.
ويقول جينيانج ليانج، قائد فريق الورقة العلمية الباحثة في هذا المجال، ومهندس في (COIL) في ختام بحثه غير المسبوق أن ما توصلوا إليه إنجاز بحد ذاته!، وأضاف قائلا: “ولكننا نرى إمكانيات زيادة سرعة التصوير لغاية 1 كوادريليون إطاراً في الثانية!”، ويذكر أن الكوادريليون يعادل مليون مليار.
وتتيح هذه السرعات الخيالية، إمكانية دراسة التفاعل بين الضوء والمادة عن كثب، والتي تعتبر خارج نطاق قدراتنا في الملاحظة.
قائمة المصادر والمراجع
- مجلة (Newsweek.)
