كاميرا تلتقط 156.3 تريليون إطار في الثانية
تاريخ النشر: 27th, March 2024 GMT
ابتكر العلماء كاميرا علمية فائقة السرعة تلتقط الصور بمعدل ترميز يبلغ 156.3 تيراهيرتز (THz) لكل بكسل فردي، أي ما يعادل 156.3 تريليون إطار في الثانية. يمكن للكاميرا البحثية التي يطلق عليها اسم SCARF (التصوير الفيمتوغرافي في الوقت الحقيقي بفتحة مرمزة) أن تؤدي إلى اختراقات في مجالات دراسة الأحداث الصغيرة التي تأتي وتذهب بسرعة كبيرة جدًا بالنسبة لأجهزة الاستشعار العلمية الأكثر تكلفة اليوم.
نجح SCARF في التقاط أحداث فائقة السرعة مثل الامتصاص في أشباه الموصلات وإزالة المغناطيسية من سبيكة معدنية. يمكن أن يفتح البحث آفاقًا جديدة في مجالات متنوعة مثل ميكانيكا موجة الصدمة أو تطوير أدوية أكثر فعالية.
قاد فريق البحث البروفيسور جينيانج ليانج من المعهد الوطني للبحث العلمي في كندا (INRS). إنه رائد معترف به عالميًا في مجال التصوير الفوتوغرافي فائق السرعة، وقد بنى على إنجازاته من دراسة منفصلة أجريت قبل ستة أعوام. تم نشر البحث الحالي في مجلة Nature، وتم تلخيصه في بيان صحفي صادر عن INRS وتم الإبلاغ عنه لأول مرة بواسطة Science Daily.
صمم البروفيسور ليانج ورفاقه أبحاثهم لتكون بمثابة تجربة جديدة للكاميرات فائقة السرعة. عادةً ما تستخدم هذه الأنظمة نهجًا تسلسليًا: التقاط الإطارات واحدة تلو الأخرى وتجميعها معًا لمراقبة الكائنات المتحركة. لكن هذا النهج له حدود. وقال ليانغ: "على سبيل المثال، لا يمكن دراسة ظواهر مثل الاستئصال بالليزر الفيمتو ثانية، وتفاعل موجة الصدمة مع الخلايا الحية، والفوضى البصرية بهذه الطريقة".
تعتمد الكاميرا الجديدة على الأبحاث السابقة التي أجراها ليانغ لقلب منطق الكاميرا التقليدية فائقة السرعة. وكتبت جولي روبرت، مسؤولة الاتصالات في INRS، في بيان: "تتغلب SCARF على هذه التحديات". "إن طريقة التصوير الخاصة بها تتيح مسحًا فائق السرعة للفتحة المشفرة الثابتة مع عدم قص ظاهرة السرعة الفائقة. يوفر هذا معدلات ترميز تسلسل كامل تصل إلى 156.3 هرتز للبكسلات الفردية الموجودة على الكاميرا المزودة بجهاز مقترن بالشحن (CCD). ويمكن الحصول على هذه النتائج في لقطة واحدة بمعدلات إطارات قابلة للضبط ومقاييس مكانية في كل من وضعي الانعكاس والإرسال.
بعبارات مبسطة للغاية، هذا يعني أن الكاميرا تستخدم طريقة التصوير الحسابي لالتقاط المعلومات المكانية عن طريق السماح للضوء بالدخول إلى مستشعرها في أوقات مختلفة قليلاً. يعد عدم الاضطرار إلى معالجة البيانات المكانية في الوقت الحالي جزءًا مما يحرر الكاميرا لالتقاط نبضات الليزر "الزقزقة" السريعة للغاية بمعدل يصل إلى 156.3 تريليون مرة في الثانية. ويمكن بعد ذلك معالجة البيانات الأولية للصور بواسطة خوارزمية حاسوبية تقوم بفك تشفير المدخلات المتعاقبة، وتحول كل تريليونات من الإطارات إلى صورة كاملة.
ومن اللافت للنظر أنها فعلت ذلك "باستخدام مكونات بصرية جاهزة للاستخدام ومكونات بصرية سلبية"، كما تصف الورقة. يصف الفريق SCARF بأنه منخفض التكلفة مع استهلاك منخفض للطاقة وجودة قياس عالية مقارنة بالتقنيات الحالية.
على الرغم من أن SCARF يركز على الأبحاث أكثر من التركيز على المستهلكين، إلا أن الفريق يعمل بالفعل مع شركتين، Axis Photonique وFew-Cycle، لتطوير إصدارات تجارية، على الأرجح لأقرانهم في مؤسسات التعليم العالي أو المؤسسات العلمية الأخرى.
ولمزيد من الشرح الفني للكاميرا وتطبيقاتها المحتملة، يمكنك مشاهدة الورقة كاملة في مجلة Nature.
المصدر: بوابة الوفد
كلمات دلالية: فائقة السرعة
إقرأ أيضاً:
وزير المالية الروسي: الأصول المالية لدول “بريكس” تتجاوز 60 تريليون دولار
روسيا – صرح وزير المالية الروسي أنطون سيلوانوف، امس الجمعة، إن “إجمالي الأصول المالية لدول مجموعة بريكس تجاوز 60 تريليون دولار، ما يعادل أكثر من نصف الأصول المالية العالمية”.
وأشار الوزير الروسي إلى أن المجموعة “باتت تشكل قوة اقتصادية متصاعدة على المستوى الدولي”.
جاء ذلك خلال اجتماع مجلس المحافظين لـ”البنك الجديد للتنمية”، التابع لمجموعة “بريكس”، في مدينة ريو دي جانيرو بالبرازيل.
حيث أشار إلى أن البنك يمثل “الأداة المالية الرئيسية” للاستثمار في مشاريع تنموية داخل دول بريكس، وكذلك في بلدان الجنوب العالمي، وفق وكالة “تاس” الروسية.
وأضاف سيلوانوف: “نشهد اليوم مرور عقد على انطلاق عمل البنك، الذي يمول مشاريع جديدة ليس فقط في دول بريكس، بل أيضا في الدول النامية الأخرى”.
وأردف: “يقدر عدد سكان الجنوب العالمي بنحو 70 بالمئة من سكان العالم، فيما تصل حصتهم من الناتج المحلي الإجمالي العالمي إلى حوالي 60 بالمئة”.
وأكد الوزير الروسي على أهمية زيادة الاستثمارات في مشاريع البنية التحتية.
ودعا إلى اعتماد مقاربات جديدة لتأمين تدفقات رأسمالية طويلة الأجل ومستقرة، بما في ذلك من خلال الأصول المالية الرقمية.
وخلال العام الماضي، كشف الرئيس الروسي فلاديمير بوتين، أن حصة “بريكس” من الاقتصاد العالمي بلغت 37.4 بالمئة في عام 2023، مقارنة بـ29.3 بالمئة لمجموعة السبع.
وأشار بوتين، إلى أن أكثر من 40 بالمئة من نمو الناتج المحلي الإجمالي العالمي في العقود الأخيرة جاء من دول بريكس.
وتوقع أن يبلغ متوسط معدل النمو الاقتصادي للمجموعة 4 بالمئة، لافتا إلى أن هذا النسبة “تتجاوز بكثير معدل مجموعة السبع البالغ 1.7 بالمئة”.
وتسعى مجموعة “بريكس” إلى تعزيز دورها كمحرك رئيسي في الاقتصاد العالمي، في ظل دعوات متزايدة لإصلاح النظام المالي الدولي، وتعزيز التعددية القطبية.
وتأسست “بريكس” عام 2006، وضمت كلا من البرازيل وروسيا والهند والصين، وانضمت إليها جنوب إفريقيا عام 2011، وفي 1 يناير/ كانون الثاني 2024، أصبحت مصر وإثيوبيا وإيران والسعودية والإمارات أعضاء فيها، قبل أن تنضم إليهم إندونيسيا رسميا في يناير 2025.
الأناضول
نشرة التوك شو| توجيه رئاسي عاجل للحكومة بشأن الطريق الإقليمي