تمكن فريقٌ من الباحثين في جامعة البحوث الوطنية في كندا (INRS) على تطوير أسرع كاميرا في العالم وأطلقوا عليها اسم “T-CUP”. اذ تصل سرعتها إلى 10 تريليونات إطار في الثانية. وذلك، يفتح آفاقًا واسعةً أمام دراسة الظواهر سريعة الزوال التي تحدث على المستوى الذري والفيمتوثاني.
بينما كانت السنوات الماضية تشهد سباقًا محمومًا لتطوير أسرع الكاميرات في العالم جاءت T-CUP لتطيح بهم جميعًا.
صمم فريق INRS الكاميرا بحيث تكون قادرة على التقاط أحداث تجري في مدى ال femtosecond (فيمتوثانية). وبالتالي ستكون للكاميرا تطبيقات مفيدة للغاية في تصوير الحركة البطيئة لأشياء مثل أشعة الليزر.
فعليّا تمكّننا T-CUP من رؤية العالم ببطء شديد، لدرجة أننا يمكننا رؤية الأشياء التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، مثل حركة الضوء.
كما ستكون هذه الكاميرا بمثابة كنز لا يقدر بثمن في دراسة عالَم الأحياء الدقيقة والفيزياء. حيث ستكشف لنا أسرار الظواهر الديناميكية بطريقة لم يسبق لها مثيل.
مقال ذو صلة: كاميرات جديدة من السلطعون طورها علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
كاميرا T-CUP تتفوق على منافسيها بضعف السرعة
تم تصميم كاميرا T-CUP على أساس تقنية التصوير فائق السرعة المضغوط (CUP). وهي تقنية موجودة سابقةً تصل قدرتها إلى 100 مليار إطار في الثانية. بالرغم من السرعة الهائلة، إلا أنها لا تلبي طموحات باحثي INRS الذين يسعون لرصد أحداث العالم الفيمتوثاني.
تمكن الفريق من الجمع بين كاميرا تخطيطية فائقة السرعة وكاميرا ثابتة. ثم خضعت الصور التي تم التقاطها لتقنية تسمى تحويل الرادون.
قال Lihong Wang “أدركنا أن الاعتماد على كاميرا فائقة السرعة وحدها لن يوفر لنا الصورة المفصّلة التي نحتاجها.”
“ولمواجهة هذا التحدي، استعان الفريق بكاميرا إضافية تلتقط صورة ثابتة عالية الدقة. بالإضافة إلى الصورة التي تم الحصول عليها بواسطة كاميرا التخطيطية فائقة السرعة، يمكننا استخدام ما يسمى بتحويل الرادون للحصول على صور عالية الجودة أثناء تسجيل عشرة تريليونات إطارًا في الثانية.”
مقال ذو صلة: أول صورة للثقب الأسود، الضوء منها يكشف تفاصيل جديدة
نتائج الاختبار الأولى كانت مشجعة
كانت النتائج الأولية للتجارب مشجعة للغاية فعلاً. فقد تمكنت الكاميرا من التقاط ومضة ليزرية فائقة السرعة لمدة فيمتوثانية واحدة، كما سجلت 25 صورة متباعدة زمنياً بمقدار 400 فيمتوثانية.
بفضل دقة التصوير الفائقة، استطعنا رؤية كيف يتحرك وميض الضوء لحظة بلحظة. كما كشفت الكاميرا عن قوة الليزر ومدى انحرافه بتفاصيل لم نشهدها من قبل.
وقال جينيانغ ليانغ “إنها إنجاز رائع بحد ذاته! ولكننا نتطلع لزيادة السرعة إلى كوادريليون إطار في الثانية”.
في النهاية، أكد الفريق المُطور استمرار العمل على تحسين النظام وزيادة سرعته إلى كوادريليون إطار في الثانية. وهذا يُعدُّ هدفًا طموحًا للغاية، ولكنه ليس خارج نطاق الإمكانيات مع توفر الموارد والدعم اللازمين. ومن المثير للاهتمام رؤية ما يمكن أن تحققه هذه التقنية المتقدمة في المستقبل القريب.
