La physique

Photons se déplaçant au ralenti à 1 billion d'images par seconde

Photons se déplaçant au ralenti à 1 billion d'images par seconde

En utilisant une technologie récemment développée connue sous le nom de caméra à balayage, les ingénieurs du MIT ont pu visualiser la propagation de la lumière au super ralenti.

L'appareil photo est extraordinairement unique en ce qu'il ne peut capturer que de fines stries d'images, ce qui donne une image bidimensionnelle. L'ouverture de la caméra est incroyablement étroite, ne permettant qu'à un mince faisceau de photons d'entrer dans la caméra. Les photons sont ensuite convertis en électrons juste avant d'être dirigés selon un angle perpendiculaire à la fente. Le champ électrique qui change rapidement dévie les électrons à des degrés divers, ceux qui arrivent tardivement étant plus déviés que ceux qui arrivent tôt. En utilisant cette méthode, une fréquence d'images de un billion d'images par secondepeut être atteint.

Sur la base de ce principe, seule une image bidimensionnelle est rendue. Cependant, en utilisant des miroirs rotatifs, une image 3D peut être créée pour les cas où un mouvement est répétable. Pour créer l'image de la bouteille, l'appareil photo doit prendre des photos encore et encore avec une précision s'étendant dans le picosecondes (1x1012 s) tout en repositionnant simultanément la caméra à balayage afin de construire une image 3D.

En l'espace d'une nanoseconde seulement, la lumière passe au-dessus de la bouteille et des centaines de milliers des ensembles de données sont collectés. Un algorithme informatique organise le des centaines de gigaoctets collectées et les cousent dans un cadre singulier. Cependant, la caméra est une caméra vidéo incroyablement inefficace car elle ne peut rendre des objets en trois dimensions que dans les cas où l'expérience peut être répétée avec précision encore et encore.

Néanmoins, d'autres ingénieurs implémentent déjà actuellement la caméra à balayage dans différentes configurations pour obtenir d'autres résultats impressionnants. Une de ces équipes utilise la technique pour voir les gens dans les coins. Un laser envoie un faisceau de lumière qui est ensuite enregistré par la caméra à balayage. Le faisceau se réfléchit et se propage à travers la pièce jusqu'à ce qu'il soit absorbé ou collecté par la caméra. En analysant le temps et l'angle de retour spécifiques à travers les photons émis, il peut être déterminé ce qui reste autour d'un coin.

Dans l'industrie médicale, la caméra pourrait également être utilisée comme un dispositif ultra-précis similaire en fonction à une machine à ultrasons où la lumière pourrait remplacer le son. Alors que l'appareil photo est actuellement utilisé pour des expériences scientifiques (bien qu'incroyables), des applications réelles de l'appareil pourraient devenir très utiles dans un proche avenir.

Écrit par Maverick Baker


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