Oubliez les caméras ultra-rapides capturant 100 000 images par seconde. Un groupe de recherche de l'université de Lund en Suède a mis au point une caméra capable de filmer à une cadence équivalente à cinq mille milliards d'images par seconde, ou des événements aussi courts que 0,2 billionième de seconde. C'est plus rapide qu'auparavant.

Le nouvel appareil photo argentique ultra-rapide sera donc capable de capturer des processus incroyablement rapides en chimie, la physique, biologie et biomédecine, qui jusqu'à présent n'ont pas été filmés.

Pour illustrer la technologie, les chercheurs ont réussi à filmer comment la lumière – une collection de photons – parcourt une distance correspondant à l'épaisseur d'un papier. En réalité, cela ne prend qu'une picoseconde, mais sur film, le processus a été ralenti de mille milliards de fois.

Actuellement, les caméras à grande vitesse capturent les images une par une dans une séquence. La nouvelle technologie est basée sur un algorithme innovant, et capture à la place plusieurs images codées dans une seule image. Il les trie ensuite dans une séquence vidéo par la suite.

En bref, la méthode consiste à exposer ce que vous filmez (par exemple une réaction chimique) à la lumière sous forme de flashs laser où chaque impulsion lumineuse reçoit un code unique. L'objet réfléchit les flashs lumineux qui se fondent dans l'unique photographie. Ils sont ensuite séparés à l'aide d'une clé de cryptage.

L'appareil photo argentique est initialement destiné à être utilisé par des chercheurs qui souhaitent littéralement mieux comprendre de nombreux processus extrêmement rapides qui se produisent dans la nature. Beaucoup se déroulent à l'échelle picoseconde et femtoseconde, ce qui est incroyablement rapide - le nombre de femtosecondes en une seconde est nettement plus grand que le nombre de secondes dans la vie d'une personne.

"Cela ne s'applique pas à tous les processus dans la nature, mais pas mal, par exemple, explosions, éclairs de plasma, combustion turbulente, activité cérébrale chez les animaux et réactions chimiques. Nous sommes maintenant capables de filmer des processus extrêmement courts", dit Elias Kristensson. "À long terme, la technologie peut également être utilisée par l'industrie et d'autres".

Pour les chercheurs eux-mêmes, cependant, le plus grand avantage de cette technologie n'est pas qu'ils établissent un nouveau record de vitesse, mais qu'ils sont maintenant capables de filmer comment des substances spécifiques changent dans le même processus.

"Aujourd'hui, la seule façon de visualiser des événements aussi rapides est de photographier des images fixes du processus. Vous devez ensuite essayer de répéter des expériences identiques pour fournir plusieurs images fixes qui peuvent ensuite être éditées dans un film. Le problème avec cette approche est qu'il est hautement improbable qu'un processus soit identique si vous répétez l'expérience", il dit.

La plupart des jours, Elias Kristensson et Andreas Ehn mènent des recherches sur la combustion, un domaine connu pour être difficile et compliqué à étudier. Le but ultime de cette recherche fondamentale est de fabriquer des moteurs de voiture de nouvelle génération, turbines à gaz et chaudières plus propres et plus économes en carburant. La combustion est contrôlée par un certain nombre de procédés ultra-rapides au niveau moléculaire, qui peut maintenant être capturé sur film.

Par exemple, les chercheurs étudieront la chimie des décharges plasma, la durée de vie des états quantiques dans les environnements de combustion et dans les tissus biologiques, ainsi que la façon dont les réactions chimiques sont initiées. En automne, il y aura plus de matériel cinématographique disponible.

À propos de la caméra :

Les chercheurs appellent la technologie FRAME – Frequency Recognition Algorithm for Multiple Exposures.

Un appareil photo ordinaire avec un flash utilise une lumière ordinaire, mais dans ce cas les chercheurs utilisent des flashs lumineux "codés", comme une forme de cryptage. Chaque fois qu'un flash lumineux codé frappe l'objet - par exemple, une réaction chimique dans une flamme brûlante - l'objet émet un signal d'image (réponse) avec exactement le même codage. Les clignotements suivants ont tous des codes différents, et les signaux d'image sont capturés dans une seule photographie. Ces signaux d'images codés sont ensuite séparés à l'aide d'une clé de cryptage sur l'ordinateur.

Une entreprise allemande a déjà développé un prototype de la technologie, ce qui signifie que d'ici deux ans environ, davantage de personnes pourront l'utiliser.