Un team di ricercatori della Caltech ha sviluppato una telecamera in grado di catturare oltre un trilione di immagini al secondo. La precedente “macchina fotografica più veloce del mondo” poteva scattare 10 trilioni di fps: la nuova macchina fotografica può catturare fino a 70 trilioni, distruggendo il record precedente.
Quest’ultimo passo avanti è un’evoluzione delle precedenti versioni della Caltech, tutte basata su una qualche forma di “Fotografia Ultraveloce Compressa” o (CUP). L’ultima iterazione si chiama CUSP, che sta per Compressed Ultrafast Spectral Photography, e proviene dalle stesse menti del Caltech che recentemente sono state in grado di catturare immagini da 1 trilione di fps di fenomeni trasparenti come impulsi neuronali e onde d’urto.
Sviluppato da Lihong Wang e dal suo team, CUSP combina un laser che emette brevi impulsi di luce laser che durano solo un quadrilionesimo di secondo, con un’ottica che suddivide ogni singolo impulso in un treno di impulsi di luce ancora più brevi, ognuno dei quali è in grado di produrre un’immagine nella fotocamera. .
Nella GIF qui di seguito (se siete interessati potete scaricare il video originale qui) si vede bene come funziona la fotocamera: un impulso di luce è stato passato su un gruppo di lettere (che si scrive Caltech, naturalmente) e catturato sia a 10 trilioni di fps con la telecamera T-CUP (a sinistra) che a 70 trilioni di fps con la nuova telecamera CUSP (a destra). Ogni impulso dura solo 1,5 picosecondi, o 1,5×10^-12 secondi, o 0,000000000000015 secondi.
Per chi ama la matematica (sapete che abbiamo un corso incentrato su questo?), la velocità della luce è (poco meno di) 300 miliardi di millimetri al secondo. Ora, prendete 70 trilioni di fotogrammi al secondo e divideteli per 300 miliardi di mm/s, e otterrete ~233,3 fotogrammi per ogni millimetro che la luce viaggia. In altre parole: questa macchina fotografica può catturare circa 230 fotogrammi nel tempo che la luce stessa impiega a spostarsi di un millimetro.
Ormai l’avrete capito, il sistema CUSP non scatterà mai foto di alto livello. La tecnologia sarà usata per catturare fenomeni incredibilmente brevi come la fusione nucleare, il decadimento fluorescente delle molecole o il movimento delle onde luminose stesse. Mentre alcune di queste cose sono state possibili con la T-CUP, questo aumento di velocità 7x promette di rivelare fenomeni naturali che prima erano inconoscibili.
Per saperne di più su questa nuova scoperta nel campo dell’imaging a femtosecondi, visitate il sito web di Caltech. E se volete immergervi nel documento di ricerca completo, potete trovarlo online qui o nel numero del 29 aprile di Nature Communications.
