Ученые из России создали сверхбыструю голографическую камеру

© Фото : Университет ИТМОЛинза голографической камеры, созданной российскими физиками, и лазерная искра (слева)Линза голографической камеры, созданной российскими физиками, и лазерная искра (слева)

МОСКВА, 21 июн – РИА Новости. Физики из Университета ИТМО создали сверхбыструю цифровую камеру, способную получать трехмерные фотографии микроскопических объектов со скоростью в 20 триллионов кадров в секунду, говорится в статье, опубликованной в журнале Applied Physics Letters.

"Теоретически, такая камера способна запечатлеть даже переход электрона на другую орбиту. Но главное, теперь мы можем изучать жизнедеятельность клеток не пассивно, а инициируя в них определенные процессы. Например, нагревая или перемещая вирусы, отдельные клетки и их структуры в пространстве с помощью фемтосекундных лазерных импульсов", — рассказывает Арсений Чипегин из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Многие процессы в клетках нашего тела и в других уголках микромира происходят практически молниеносно, за доли наносекунды или даже меньшее время. В последние годы физики и биологи научились следить за ними, используя сверхкороткие, но при этом мощные импульсы лазеров, которые длятся несколько десятков фемтосекунд, квадриллионных долей секунды.

Трехмерные голограммы, записанные учеными внутрь алмазов
Физики научились "печатать" трехмерные голограммы внутри алмазов

Проблема заключается в том, что подобные вспышки обычно бывают несовместимыми с живыми тканями и трехмерными конструкциями, так как они или повреждаются при облучении рентгеном, или же не позволяют непрерывно следить за процессами внутри них. Кроме того, для работы многих этих методик требуется "подсветка" интересующих ученых молекул и частей клетки при помощи особых светящихся молекул, что также не всегда возможно в таких экспериментах.

Для решения этой проблемы Чипегин и его коллеги создали сверхбыструю систему записи голограмм, которая позволяет сканировать трехмерную форму объекта примерно 20 триллионов раз в секунду, используя серии лазерных импульсов, скомпонованных необычным образом.

Как рассказывают ученые, их камера разбивает единичные вспышки лазера на три пучка, каждый из которых играет свою собственную роль. Первый, самый мощный импульс, сталкивается с молекулами внутри клеток или других фотографируемых структур и возбуждает их, а второй луч – проходит через него позже с другой стороны и рассеивается на их атомах.

Голографический микроскоп, собранный японскими физиками из подручных материалов
Японские физики создали голографический микроскоп ценой в iPod touch

Третий луч, в свою очередь, проходит мимо образца и затем соединяется со вторым импульсом и формирует две голографические картинки. Эти картинки затем обрабатываются и "вычитаются" друг из друга при помощи компьютера, что позволяет получить "чистую" картинку фотографируемого объекта.

Подобный подход, как отмечают исследователи, позволяет получать четкие трехмерные картинки без необходимости повышать контрастность изображения или делать образцы достаточно тонкими для их "просветки" лазером.

В качестве демонстрации работоспособности этой "голокамеры" Чипегин и его коллеги получили при ее помощи фотографии так называемого "филамента" – искры, возникающей в воздухе при прохождении через него луча лазера.

Печать голограмм на растягивающемся материале открывает дорогу для голо-видео
Физики создали первую "растягиваемую" голограмму

Скорость работы камеры и ее разрешение, как отмечают исследователи, можно увеличить, если повысить мощность и уменьшить длительность изначального лазерного импульса. В принципе, как отмечает Чипегин, ничто не мешает улучшить подобную систему до таких пределов, что она сможет следить не только за движением отдельных клеток, но и электронов внутри атомов и молекул.

РИА Наука
Комментарии
3 пользователя оставили 3 комментария
Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена