دوربین عکاسی با سرعت شاتر تریلیونم ثانیه

برای گرفتن عکس های دقیق، بهترین دوربین های دیجیتال موجود در بازار شاتر خود را حدود یک چهار هزارم ثانیه باز می کنند، اما برای عکس گرفتن از فعالیت های اتمی، به شاتری نیاز است که خیلی سریعتر عمل کند.

به گزارش سیناپرس، اکنون دانشمندان راهی برای دستیابی به بالاترین سرعت شاتر ارائه کرده اند که تنها یک تریلیونم ثانیه یا ۲۵۰ میلیون برابر سریعتر از دوربین های دیجیتال است. این امر باعث می شود که دوربین بتواند اتفاقی بسیار مهم مانند اختلال پویا در علم مواد را به تصویر بکشد.

به عبارت ساده، این اتفاق زمانی است که خوشه ‌های اتم در یک ماده به روش‌های خاصی توسط یک لرزش یا تغییر دما در یک دوره معین حرکت می کنند. این امر پدیده ای نیست که هنوز به طور کامل آن را درک کنیم، اما برای خواص و واکنش های مواد بسیار مهم است.

سیمون بیلینگه (Simon Billinge) دانشمند مواد از دانشگاه کلمبیا و رهبر این مطالعات می ‌گوید: سیستم جدید شاتر فوق سریع به ما بینش بسیار بیشتری در مورد آنچه در اختلال پویا اتفاق می افتد می دهد. محققان از اختراع خود به عنوان تابع توزیع جفت اتمی شاتر متغیر یاد می کنند. او می افزاید: فقط با این ابزار جدید است که می‌ توانیم واقعاً مواد را ببینیم. با این تکنیک، ما می‌ توانیم یک ماده را تماشا کنیم و ببینیم کدام اتم‌ها در حرکت هستند.

بیلینگه توضیح می دهد: سرعت شاتر بیشتر، عکس لحظه ‌ای دقیق‌تری از زمان می‌ گیرد که برای رصد اجسامی مانند اتم‌هایی که به سرعت تکان می ‌خورند، مفید است. به عنوان مثال، در یک عکس اگر برای عکاسی از یک بازی ورزشی از سرعت شاتر کم استفاده کنید، در نهایت با بازیکنانی تار در عکس مواجه خواهید شد.

تکنیک جدید برای دستیابی به عکس شگفت ‌انگیز خود، به جای تکنیک ‌های عکاسی مرسوم از نوترون‌ها برای اندازه‌ گیری موقعیت اتم‌ها استفاده می‌ کند. نحوه برخورد نوترون‌ها و عبور آنها از یک ماده را می‌ توان برای اندازه ‌گیری اتم‌ های اطراف، با تغییراتی در سطوح انرژی که معادل تنظیم سرعت شاتر است، ردیابی کرد.

به گزارش سیناپرس، این تغییرات در سرعت شاتر و همچنین سرعت شاتر یک تریلیونم یک ثانیه قابل توجه است چراکه این تغییرات در تشخیص اختلال دینامیکی از اختلال استاتیکی مرتبط اما متفاوت، حیاتی هستند.

بیلینگه همچنین می ‌گوید: این روش کاملاً جدید به ما امکان می ‌دهد تا پیچیدگی ‌های آنچه را که در مواد پیچیده می ‌گذرد، بهتر درک کرده و جلوه‌های پنهانی خواص آن‌ها را متوجه شویم.

در این مورد، محققان دوربین نوترونی خود را روی ماده ‌ای به نام تلورید ژرمانیوم (GeTe) امتحان کردند که به دلیل خواص خاص آن به طور گسترده برای تبدیل گرمای اتلاف به برق یا الکتریسیته به خنک ‌کننده استفاده می‌شود.

به گزارش سیناپرس، این دوربین نشان داد: GeTe به طور متوسط در تمام دماها مانند یک کریستال ساختار یافته است، اما در دماهای بالاتر، اختلال دینامیکی بیشتری را نشان می‌ دهد. به گفته محققان، درک بهتر این ساختارهای فیزیکی دانش ما را در مورد نحوه عملکرد ترموالکتریک بهبود بخشیده و ما را قادر می سازد مواد و تجهیزات بهتری را توسعه دهیم. محققان در پایان می نویسند: ما پیش بینی می کنیم که تکنیک جدید شرح داده شده به یک ابزار استاندارد برای تطبیق ساختارها در مواد تبدیل شود.

شرح کامل این تحقیق در Nature Materials منتشر شده است.

مترجم: فاطمه امینی

No tags for this post.