عالم يطوّر كاميرا ثورية تلتقط 2 مليار صورة في الثانية

كاميرا مبتكرة ترصد الضوء بسرعة عالية

في عالم التكنولوجيا المتطور، قدم عالم الفيزياء برايان هايدت، الذي يشتهر عبر قناته على يوتيوب بعنوان AlphaPhoenix، ابتكاراً جديداً يتمثل في كاميرا قادرة على التقاط لقطات من شعاع ليزر بسرعة الضوء. هذه الكاميرا تمثل تطورًا ملحوظًا عن تصميم سابقتها، التي كانت تستطيع التقاط صور بسرعة مليار إطار في الثانية، لكنها تأتي بتحذير أساسي: يمكنها التقاط بكسل واحد فقط في كل مرة.

آلية عمل الكاميرا

تتكون تصميم الكاميرا الجديدة من مرآة مثبتة على محور، بالإضافة إلى أنبوبين وعدسة بسيطة، ومستشعر للضوء. مع بعض الأكواد البرمجية بلغة بايثون التي تربط كل هذه الأجزاء، يستطيع هايدت توجيه الكاميرا نحو مؤشر الليزر، مما يسمح لها بالتقاط شعاع من الضوء بسرعة تصل إلى مليارين من الإطارات في الثانية. وتتميز اللقطات بأنها تُظهر حركة الشعاع بشكل سلس بين المرايا، بسرعة تختلف حسب موضع الكاميرا بالنسبة لمؤشر الليزر.

فهم سرعة الضوء

بهذه التقنية، يُمكن رؤية مدى سرعة الضوء، حيث يوضح هايدت أن الشعاع يتحرك حوالي ست بوصات، أو ما يعادل 15 سنتيمتراً، في كل إطار من الفيديو. ومن المثير للاهتمام أن الضوء لا يمكن أن يتحرك بسرعة أكبر أو أقل من سرعة الكون القصوى في أي إطار مرجعي.

تحديات وتقنيات مبتكرة

يشير هايدت إلى أنه بينما يمكن تصور كاميرا تقليدية قادرة على التقاط لقطات بسرعة ملياري إطار في الثانية، فإن تحقيق ذلك باستخدام الأدوات المتاحة للعامة يعد صعبًا للغاية. الحل الذي ابتكره يتلخص في التقاط بكسل واحد في كل مرة، ثم دمج هذه اللقطات لإنشاء فيديو متكامل قابل للمشاهدة.

نتائج الفكرة الجديدة

ويقول هايدت: “إذا تم تنسيق جميع تلك الفيديوهات، والتقطنا مجموعة كبيرة من مقاطع الفيديو ذات البكسل الواحد، فيمكننا جمعها وعرضها في الوقت نفسه بشكل متزامن”، مما يؤدي إلى نتيجة شبيهة بالفيديو. رغم أن هذا الأسلوب ليس بديلًا مثاليًا لكاميرا حقيقية قادرة على التقاط ملياري إطار في الثانية، إلا أنه يعد خيارًا أكثر فعالية من حيث التكلفة.

بهذا الشكل، يعكس الابتكار الذي أطلقه هايدت إمكانيات جديدة مثيرة في مجال التكنولوجيا البصرية وتطبيقات علم الفيزياء، ما يفتح آفاقًا جديدة لفهم الظواهر الضوئية.

المصدر: وكالات