Камера со скоростью до триллиона кадров в секунду

06.02.2020

Ученые из Калифорнийского технологического института изобрели сверхскоростную камеру, способную снимать со скоростью до 1 триллиона кадров в секунду видео, фигурантами которого являются прозрачные объекты. Принцип действия этой камеры называется фазочувствительной сжатой сверхскоростной фотосъемкой (phase-sensitive compressed ultrafast photography, pCUP) и он является дальнейшим развитием принципа съемки, разработанного около десятилетия назад и использовавшегося для захвата движения света в замедленном режиме.

Объединение технологии pCUP с технологией так называемой контрастной фазовой микроскопии позволяет камере снимать с высочайшей скоростью не только прозрачные объекты, она способна снимать "эфемерные" явления, такие, как распространение ударных волн в газовой среде и внутри кристаллов, прохождение сигналов по нейронам нервных тканей и многое другое. Контрастная фазовая микроскопия была разработана специально для улучшения качества съемки прозрачных и полупрозрачных объектов, таких, как живые клетки.

Для хранения данных, получаемых новой сверхскоростной камерой была разработана сверхскоростная технология кодирования и сжатия LLE-CUP, которая исключает потерю данных и качества. В этой технологии берется один единственный опорный снимок и дальше описывается все движение, захватываемое на протяжении времени съемки.

После захвата опорного снимка технология LLE-CUP работает столь быстро, что она позволяет запечатлеть процесс распространения света, что является невозможным для других, менее скоростных методов съемки и кодирования данных. В качестве демонстрации возможностей всего этого ученые сняли процесс распространения ударной волны в воде и распространение импульса лазерного света по части прозрачного материала.

Отметим, что данная технология находится еще на самой ранней стадии ее развития, тем не менее, она уже сейчас способна принести огромную ползу в некоторых областях науки, включая физику, химию и биологию. pCUP-камера позволит ученым увидеть в режиме реального времени распространение сигналов и коммуникации между нейронами, распространение фронта пламени в камере сгорания двигателя и многое другое.

<< Назад: 600-вольтовые CoolMOS транзисторы P7 от Infineon 06.02.2020

>> Вперед: Превращение водорода в металл 06.02.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Apple Pencil 17.11.2015 Кому нужен стилус для планшета? Да никому не нужен! При Стиве Джобсе Apple строго придерживалась данного принципа. Но все же он появился - Apple Pencil. Стилус Apple Pencil, стоимостью $99, совместим только с новым iPad Pro с диагональю 12,9 дюйма, минимальная цена которого составляет $799. Одни эти цифры способны отпугнуть потенциального покупателя, хотя Apple не перестает удивлять тем, что даже при таких ценах их гаджеты раскупаются как горячие пирожки. Технически к Apple Pencil придраться сложно. Устройство представляет собой так называемый активный стилус. Это означает, что с помощью токопроводящего кончика стилус не только приводит в действие емкостной сенсорный дисплей, но и одновременно со скоростью 240 раз в секунду передает на iPad данные о своих позиции и положении. Благодаря этому становятся доступны некоторые функции. Например, если держать стилус под наклоном в режиме карандаша, его получится применять для штриховки, как если бы вы использовали настоящий карандаш. Это возможно за счет датчиков наклона, встроенных в стилус. Разумеется, для переноса данных гаджету требуется электроэнергия, поэтому на другом его конце установлен коннектор Lightning, который соединяет стилус с iPad. Полной зарядки встроенного аккумулятора должно хватить на двенадцать часов автономной работы, а 15-секундной подзарядки - на 30 минут. Для стилуса, который вряд ли будет использоваться постоянно, этого вполне достаточно. Однако насколько хорошо Apple удалось интегрировать технологию 3D Touch в свою операционную систему iOS 9, настолько же недоработанной пока выглядит поддержка Apple Pencil на программном уровне. Конечно, стилус работает в приложении для заметок, но этим его практическое применение фактически ограничивается, поэтому компания Apple пошла на сотрудничество с Adobe и Microsoft. Adobe интегрирует поддержку стилуса в приложения для iOS, такие как Photoshop Sketch для рисования. В нем пользователь может испытать все возможности стилуса. К ним, например, относится виртуальная линейка для начертания прямых линий. Даже пальцы при касании получится использовать в качестве линейки. Microsoft в свою очередь оснащает свои программы Office для iOS функцией рисования тушью, посредством которой можно дополнять цифровые документы заметками и рисунками, сделанными от руки. Звучит практично, но если открыть такой документ не на iPad Pro, то получится файл Word с большим объемом графики. Таким образом, Apple Pencil стоит рассматривать скорее как задел на будущее. Если больше приложений и будущие устройства на платформе iOS будут поддерживать этот аксессуар, то он определенно имеет право на существование. А сейчас остается только гадать, кто входит в целевую аудиторию стилуса за $99. Дизайнеры и люди прочих творческих профессий работают в основном с графическими планшетами без экрана, используя в качестве средства отображения монитор ПК. А любителям, которым нужно быстро сделать записи и рисунки, тратиться на такой дорогой аксессуар нет необходимости.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026