Glöm höghastighetskameror som tar 100 000 bilder per sekund. En forskargrupp vid Lunds universitet har utvecklat en kamera som kan filma med en hastighet som motsvarar fem biljoner bilder per sekund, eller händelser så korta som 0,2 biljoner sekunder av en sekund. Detta är snabbare än vad som tidigare varit möjligt.

Den nya supersnabba filmkameran kommer därför att kunna fånga otroligt snabba processer inom kemi, fysik, biologi och biomedicin, som hittills inte har fångats på film.

För att illustrera tekniken, forskarna har framgångsrikt filmat hur ljus - en samling fotoner - färdas en sträcka som motsvarar ett pappers tjocklek. I verkligheten, det tar bara en picosekund, men på film har processen bromsats med en biljon gånger.

För närvarande, höghastighetskameror tar bilder en efter en i sekvens. Den nya tekniken bygger på en innovativ algoritm, och tar istället flera kodade bilder i en bild. Det sorterar dem sedan i en videosekvens efteråt.

Kortfattat, metoden går ut på att exponera det du filmar (till exempel en kemisk reaktion) för ljus i form av laserblixtar där varje ljuspuls ges en unik kod. Objektet reflekterar de ljusblixtar som smälter samman till det enda fotot. De separeras därefter med en krypteringsnyckel.

Filmkameran är inledningsvis avsedd att användas av forskare som bokstavligen vill få bättre inblick i många av de extremt snabba processer som sker i naturen. Många sker på en picosekund- och femtosekundskala, vilket är otroligt snabbt-antalet femtosekunder på en sekund är betydligt större än antalet sekunder i en persons livstid.

"Detta gäller inte alla processer i naturen, men ganska många, till exempel, explosioner, plasma blinkar, turbulent förbränning, hjärnaktivitet hos djur och kemiska reaktioner. Vi kan nu filma så extremt korta processer ", säger Elias Kristensson. "I längden, tekniken kan också användas av industrin och andra ".

För forskarna själva, dock, den största fördelen med denna teknik är inte att de satte ett nytt hastighetsrekord, men att de nu kan filma hur specifika ämnen förändras i samma process.

"I dag, det enda sättet att visualisera sådana snabba händelser är att fotografera stillbilder av processen. Du måste sedan försöka upprepa identiska experiment för att tillhandahålla flera stillbilder som senare kan redigeras till en film. Problemet med detta tillvägagångssätt är att det är mycket osannolikt att en process kommer att vara identisk om du upprepar experimentet ", han säger.

De flesta dagar, Elias Kristensson och Andreas Ehn forskar om förbränning - ett område som är känt för att vara svårt och komplicerat att studera. Det ultimata syftet med denna grundforskning är att göra nästa generations bilmotorer, gasturbiner och pannor renare och mer bränsleeffektiva. Förbränningen styrs av ett antal ultrasnabba processer på molekylär nivå, som nu kan fångas på film.

Till exempel, forskarna kommer att studera kemin i plasmaurladdningar, kvanttillståndens livstid i förbränningsmiljöer och i biologisk vävnad, samt hur kemiska reaktioner initieras. På hösten, det kommer att finnas mer filmmaterial tillgängligt.

Om kameran:

Forskarna kallar tekniken FRAME - Frequency Recognition Algorithm for Multiple Exposions.

En vanlig kamera med blixt använder vanligt ljus, men i detta fall använder forskarna "kodade" ljusblixtar, som en form av kryptering. Varje gång en kodad ljusblixt träffar objektet - t.ex. en kemisk reaktion i en brinnande låga - objektet avger en bildsignal (svar) med exakt samma kodning. Följande lampor blinkar alla med olika koder, och bildsignalerna fångas i ett enda fotografi. Dessa kodade bildsignaler separeras därefter med hjälp av en krypteringsnyckel på datorn.

Ett tyskt företag har redan utvecklat en prototyp av tekniken, vilket innebär att inom uppskattningsvis två år kommer fler människor att kunna använda den.