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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Слуховой аппарат с фитнес-трекером и переводчиком иностранной речи 02.09.2018 Компания Starkey представила Livio AI - первый в мире слуховой аппарат, который оснащен различными датчиками и системой искусственного интеллекта. По сути, Livio AI относится к категории носимой электроники. Livio AI позволяет людям с нарушением слуха значительно лучше слышать все, что происходит вокруг. Кроме того, при громком фоновом шуме устройство автоматически отсекает шумы и фокусируется, например, на речи собеседника. Слуховой аппарат позволяет выбирать различные режимы работы в зависимости от места, в котором вы находитесь. Его можно настраивать в широком диапазоне при помощи соответствующего мобильного приложения. Livio AI также выполняет роль фитнес-трекера, он собирает информацию о вашей физической активности, а также отмечает, насколько вы способны поддерживать беседу, не прекращая движение. Устройство оснащено поддержкой персонального помощника Alexa, который поможет найти нужную информации или запустить любимую музыку. Кроме того, встроенная система искусственного интеллекта позволяет в реальном времени переводить речь на различные языки. Livio AI изначально планируют выпустить в Северной Америке, а в 2019 году устройство появится в 20 странах мира.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025