Wetenschappers hebben een razendsnelle camera ontwikkeld die een biljoen frames per seconde kan maken. Wauw!

Dat zijn natuurlijk zulke grote getallen dat het moeilijk voor te stellen is hoe snel de camera nu precies is. Daarom even een voorbeeldje. Stel: u legt een fles op zijn zijde en laat er een lichtstraal doorheen reizen. Dan kan deze camera die lichtstraal vastleggen.

Langzaam
De wetenschappers vatten het zelf nog het beste samen: hun camera laat zelfs licht langzaam lijken. “Er is niets in het universum dat in de ogen van deze camera snel lijkt,” vertelt onderzoeker Andreas Velten stellig.

Andreas Velten en Ramesh Raskar in het laboratorium. Voor de onderzoekers ligt de fles die ze hebben vastgelegd. Foto: M. Scott Brauer.

Snel
Hoe kan een camera zo snel zijn? De camera telt zo’n 500 sensoren die allemaal heel kort na elkaar actief worden. De sensoren op zich zijn niet heel snel, maar doordat ze extreem kort na elkaar worden geactiveerd, kunnen ze toch hele snelle bewegingen (zoals die van licht) vastleggen. Grootste nadeel van de camera is dat deze een reizend lichtdeeltje niet zomaar even vast kan leggen. Een lichtdeeltje doet er ongeveer een nanoseconde over om door een fles te reizen. Maar de onderzoekers hebben een uur nodig om dat vast te leggen. Vandaar dat ze de camera ook wel ”s werelds traagste snelste camera’ noemen.

Scenario
Hoe kan dat? De camera legt slechts één ruimtelijke dimensie vast. En om dus een filmpje te kunnen maken van een bepaald scenario – zoals bijvoorbeeld licht dat door een fles reist – moeten heel veel opnames worden gemaakt. En die opnames kunnen alleen maar één geheel vormen als het scenario – licht dat door een fles reist – elke keer hetzelfde is. De camera is dan ook niet zo geschikt voor thuisgebruik. Enkel in laboratoria waar het mogelijk is om verschillende scenario’s exact hetzelfde te laten verlopen, kan zo’n camera aan het werk.

Maar waar kan zo’n supersnelle camera dan precies voor gebruikt worden? Heeft deze wel praktische toepassingen? De onderzoekers denken van wel. Lichtdeeltjes die op objecten botsen of in objecten ronddolen gaan zich anders gedragen. En dat is met deze camera vast te leggen. Zo kunnen we meer leren over de samenstelling van die objecten. “Omdat we fotonen (lichtdeeltjes, red.) kunnen zien, kunnen we ze gebruiken om in objecten te kijken, bijvoorbeeld tijdens medische scans of om materialen te identificeren,” legt Velten uit. Ook kan de camera leiden tot betere flitsers op fotocamera’s. “Een ultieme droom is het creëren van een flits die een studio-achtige belichting veroorzaakt,” vertelt onderzoeker Ramesh Raskar.

De camera kan zelfs verstrooid licht vastleggen. Foto: Di Wu & Andreas Velten / MIT Media Lab.