Xuất hiện camera siêu nhanh có tốc độ quay 100 tỷ khung hình/giây

"Đuổi theo tia sáng", "ngưng đọng thời gian"... những câu nói tưởng chừng là viễn tưởng này sắp trở thành sự thật. Một hệ thống camera ghi hình mới do các kỹ sư dược liệu học phát triển tại ĐH Washington in St. Louis (Mỹ) có khả năng ghi hình các sự kiện vừa xảy ra với tốc độ lên đến 100 tỷ fps ( frame per second)!

Nếu đã từng xem qua các bộ phim chiếu chậm ( slow motion), hẳn bạn sẽ có chút ý niệm về con số 100 tỷ fps. Nhưng nếu chưa, 2 đoạn clip sau sẽ giúp chúng ta hình dung ra vấn đề.

​

Cô gái "test" ngực thật và giả bằng camera iPhone 6 khi quay phim ở tốc độ 240 fps

Hình ảnh tia sét hình thành và biến mất trên bầu trời khi được quay ở tốc độ 6200 fps​

Nhưng cả 240 lẫn 6200 đều không là gì so với con số 100 tỷ fps mà nhóm nghiên cứu do GS. Lihong Wang đứng đầu đang phát triển cho hệ thống camera tốc độ cao của họ. Ở tốc độ này, về cơ bản các nhà khoa học hoàn toàn có thể "bắt" lại được từng tia sáng khi chúng "tiến đến" một bề mặt nào đó, bị phản xạ hoặc tán xạ lại qua các môi trường truyền dẫn. Ví dụ như đoạn clip dưới đây - một tia laser "va chạm" vào một kính phản xạ và bị "bật" ra ngoài, toàn bộ quá trình chỉ kéo dài trong 320 ps (picosecond, 1 ps = 1/1000 tỷ giây)

GS. Wang cho biết: "Lần đầu tiên, con người thấy được cảnh từng tia sáng "bay" trong không gian. Nhờ kỹ thuật (mà hệ thống này sử dụng), tốc độ ghi hình đã được tăng tốc lên hàng ngàn lần, chúng ta vừa bước qua một kỷ nguyên mới cho phép mở ra những tầm nhìn mới. Mỗi khi một kỹ thuật mới xuất hiện, nhất là những kỹ thuật mang tính bước ngoặt, những khám phá mới sẽ nối đuôi theo nó".

Kỹ thuật mà hệ thống camera của nhóm Wang sử dụng được phát triển tại trường Khoa học Kỹ thuật & Ứng dụng, có tên gọi phương pháp chụp ảnh nén siêu nhanh (compressed ultrafast photography - CUP). Phương pháp này vượt qua được giới hạn của các kỹ thuật quay phim tốc độ cao hiện nay vốn chỉ dừng lại ở mức 10 triệu fps, với nguyên nhân là giới hạn tốc độ ghi đọc dữ liệu của thiết bị lưu trữ cũng như xử lý tín hiệu quang học.

Với kỹ thuật CUP này, trong tương lai hứa hẹn sẽ có thêm nhiều khám phá khoa học mới dựa trên việc quay phim lại đường đi của các tia sáng và tác động của chúng lên vật chất xung quanh.

Thông tin thêm: nếu hệ thống camera trên quay một đoạn phim có thời lượng 1 giây với tốc độ 100 tỷ fps, khi chiếu lại đoạn phim đó ở tốc độ 24 fps, chúng ta sẽ mất... 132 năm để xem hết nó!

Theo ĐH Washington in St. Louis
Dịch: GSM Vietnam​