299 792 458 метров в секунду — это скорость распространения света в вакууме, а также верхний предел скорости движения всех объектов со статической массой во Вселенной. Фотоны распространяются так быстро, что когда мы включаем свет ночью, вся комната освещается почти мгновенно. Съемка траекторий фотонов давно была мечтой ученых, а высокоскоростные видеокамеры с сотнями миллионов кадров в секунду превратили этот идеал в реальность.

Высокоскоростные видеокамеры используют устройства с зарядовой связью (ПЗС) для быстрого сохранения данных съемки. Из-за ограниченного пространства изображения должны храниться в непересекающихся подобластях памяти, при этом количество непрерывных кадров камеры ограничено, а увеличение количества кадров изображения приводит к снижению разрешения.

Исследовательская группа под руководством Фэн Чена, эксперта по оптоэлектронике из Сианьского университета Цзяотун и специалистов из Городского университета Гонконга, разработала метод сжатия выборки, чтобы перекрывающиеся области также могли хранить информацию. Тем самым успешно преодолев проблему ограничения пространства при записи.

Высокоскоротсная видеокамера, использующей данную технологию, способна записать 60 последовательных изображений со скоростью 3,85 триллиона кадров в секунду, примерно по одному кадру каждые 260 фемтосекунд.

По словам ученых, получение сверхбыстрых оптических изображений с высоким спектральным разрешением является ключом к измерению переходных физических или химических процессов. Этот метод предоставит важные инструменты для изучения таких явлений, как колебания углеродной решетки твердых тел и взаимодействие интенсивных лазерных импульсов с плазмой.

Детали исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.