Videocamera del MIT registra ad 1 trilione di fps

I ricercatori del MIT hanno realizzato un nuovo sistema di ripresa video in grado di acquisire le immagini ad un velocità di 1000 miliardi di fotogrammi al secondo. La speciale videocamera riesce a produrre un video in super slow motion di un raggio di luce che viaggia all’interno di una bottiglia.

I ricercatori hanno utilizzato una “streak camera” che possiede un’apertura costituita da una sottile fessura. Le particelle di luce, i fotoni, penetrano nella videocamera attraverso la fessura e passano attraverso un campo elettrico che li devia in direzione perpendicolare alla fessura. Dato che il campo elettrico cambia molto rapidamente, gli ultimi fotoni che entrano vengono deviati di più rispetto ai fotoni arrivati per primi. Il risultato è un’immagine bidimensionale, dove una dimensione rappresenta la direzione della fessura, mentre l’altra corrispondente all’angolo di deviazione è il tempo.

In pratica, la streak camera cattura la luce nello stesso modo in cui un tubo catodico disegna l’immagine all’interno di un monitor. In questo caso, però, ogni linea orizzontale è esposta per soli 1,71 picosecondi, ovvero un trilionesimo di secondo, pari al tempo che impiega il raggio laser per viaggiare per meno di mezzo millimetro attraverso il liquido all’interno della bottiglia. Si potrebbe dunque affermare che la videocamera funziona quasi alla velocità della luce.

Per realizzare il video in super slow motion, i ricercatori hanno dovuto ripetere lo stesso esperimento più volte, riposizionando continuamente la videocamera per costruire l’immagine bidimensionale. Per sincronizzare la videocamera con il laser che genera l’impulso luminoso, è stato utilizzato un sofisticato sistema ottico abbinato ad un controllo meccanico. La luce impiega 1 nanosecondo per attraversare la bottiglia, ma per memorizzare tutti i dati l’esperimento è durato un’ora.

La videocamera può registrare solo eventi ripetibili, ma i suoi creatori sottolineano che potrebbe essere utilizzata per analizzare i modelli di luce per la computer grafica o per l’imaging medicale.