Máy ảnh nhanh nhất thế giới mới có thể quay 70 nghìn tỷ hình ảnh mỗi giây

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Caltech đã phát triển một máy ảnh có khả năng chụp trên một nghìn tỷ hình ảnh mỗi giây.

Máy ảnh nhanh nhất thế giới trước đó có thể chụp 10 nghìn tỷ khung hình / giây. Máy ảnh mới có thể chụp tới 70 nghìn tỷ, phá vỡ kỷ lục hiện nay.

Bước đột phá mới nhất của Caltech là sự phát triển từ máy ảnh quay với nghìn tỷ hình ảnh / giây trước đó, tất cả đều là một dạng của Nhiếp ảnh nén cực nhanh (Compressed Ultrafast Photography - CUP). Phiên bản mới nhất có tên là CUSP, viết tắt của Compressed Ultrafast Spectral Photography (Nhiếp ảnh quang phổ nén cực nhanh). Xuất phát từ một ý tưởng tại Caltech, máy ảnh gần đây của họ đã quay được 1 nghìn tỷ hình ảnh / giây, trong khi đó có thể chụp những vật thể trong suốt như tế bào thần kinh và sóng xung kích.

Được phát triển bởi Lihong Wang và đội của anh, CUSP kết hợp một tia laser phát ra các xung ngắn chỉ kéo dài một phần triệu giây với quang học phá vỡ từng xung riêng lẻ tạo thành một chuỗi các xung ánh sáng ngắn hơn. Mỗi xung này có khả năng tạo ra một hình ảnh trong máy ảnh.

Trong GIF bên dưới, xung ánh sáng đã được truyền qua một nhóm các chữ cái, và bắt trọn 10 nghìn tỷ hình ảnh / giây với máy ảnh T-CUP (trái) và 70 nghìn tỷ fps với CUSP mới (bên phải). Mỗi xung chỉ kéo dài 1,5 pico giây, hoặc 1,5 × 10 giây hay 0,0000000000015 giây.

Đối với những người thích toán học back-of-the-napkin (tính toán nhanh chóng nhưng không sát kết quả), tốc độ ánh sáng là chỉ dưới 300 tỷ milimet mỗi giây. Bây giờ, lấy 70 nghìn tỷ fps và chia cho 300 tỷ mm/giây và bạn có được ~ 233,3 khung hình cho mỗi milimet ánh sáng truyền đi. Nói cách khác, máy ảnh này có thể chụp khoảng 230 khung hình trong thời gian ánh sáng di chuyển một milimet.

Hệ thống CUSP sẽ không được dùng chụp những bức ảnh cao cấp trong thời gian tới. Công nghệ này được sử dụng để ghi lại các hiện tượng cực kỳ ngắn như phản ứng tổng hợp hạt nhân, sự phân rã huỳnh quang của các phân tử hoặc sự chuyển động của sóng ánh sáng. Mặc dù một số công việc này có thể dùng T-CUP, nhưng việc tăng tốc độ 7 lần hứa hẹn sẽ tiết lộ những hiện tượng tự nhiên chưa từng được biết đến.

Trần Kiên