سریع‌ترین فیلم‌برداری جهان

پژوهشگران آلمانی موفق شدند از یک جسم میکرومقیاس، دو تصویر با فاصله‌ی زمانی ۵۰ فتوثانیه بگیرند. آنها معتقدند این روش را می‌توان به نحوی توسعه داد که از اجسام نانومقیاس فیلم تهیه کرد.

پژوهشگران آلمانی موفق شدند از یک جسم
میکرومقیاس، دو تصویر با فاصله‌ی زمانی ۵۰ فتوثانیه بگیرند. آنها معتقدند
این روش را می‌توان به نحوی توسعه داد که از اجسام نانومقیاس فیلم تهیه
کرد.

وقتی دچار سرماخوردگی می‌شوید، سیستم ایمنی بدن قادر به دفاع از بدن نیست.
این یک حقیقت روشن در زیست‌شناسی است؛ اما مشاهده‌ی مستقیم آن دشوار است.
فرایند‌هایی که در مقیاس مولکولی اتفاق می‌افتند، کوچک بوده و بسیار سریع
به وقوع می‌پیوندند؛ بنابراین مشاهده‌ی آنها بسیار دشوار است. پژوهشگران
مؤسسه‌ی HZB با همکاری همتایان خود در دانشگاه برلین موفق به ارائه‌ی روشی
شدند که می‌تواند گامی به‌سوی تولید فیلم‌های مولکولی باشد. آنها دو تصویر
در زمان‌های بسیار کوتاه گرفتند که به‌زودی امکان مشاهده‌ی مولکول‌ها و
نانوساختارها را به‌صورت زنده فراهم می‌کند.

در فیلم مولکولی می‌توان رفتار مولکول را در یک لحظه‌ی خاص در طول یک واکنش
شیمیایی مشاهده کرد که این مسئله می‌تواند درک ما را نسبت به فرایندهای
بنیادی در علوم طبیعی بهبود بخشد. این فرایندها تنها چند فتوثانیه طول
می‌کشند. یک فتوثانیه برابر با ۱۵-۱۰ ثانیه است.
 

پیش از این، یک تصویر در یک فتوثانیه با
فلش زدن بسیار سریع نورگرفته شده بود؛ اما هیچ کس موفق به گرفتن یک‌سری عکس
در این بازه زمانی نشده بود. مشکل آنجا بود که عکس‌های گرفته‌شده روی
شناساگر، روی هم هم‌پوشانی کرده، موجب از بین رفتن تصاویر می‌شد. هرگونه
جابه‌جا کردن یا جایگزین کردن شناساگر در فاصله‌ی زمانی موجود میان دو
تصویربرداری نیازمند زمانی طولانی است، حتی اگر این کار با سرعت نور انجام
شود.

پژوهشگران آلمانی موفق شدند با استفاده از پالس‌های لیزر اشعه‌ی ایکس، از
اجسامی به ابعاد چند میکرومتر تصاویر پشت سر هم بگیرند. آنها با ارائه‌ی یک
برنامه‌ی تحقیقاتی نشان دادند که این روش در آینده می‌تواند برای اجسام
نانومقیاس به کار رود.

در این روش جدید، محققان از دو پالس لیزر برای تصویربرداری استفاده کردند
که هر دو روی یک هولولگرام اشعه‌ی ایکس فرود می‌آید. برای این تصویربرداری
ابتدا پرتو اشعه‌ی ایکس به دو بخش تقسیم می‌شود. با استفاده از چند آیینه،
حرکت یکی از پرتوها نسبت به دیگری با تأخیر زمان انجام می‌شود که این تأخیر
در حد ۵۰ فتوثانیه است. حال هر دو پرتو با یک تأخیر زمانی ۵۰ فتوثانیه‌ای
به نمونه تابیده شده و دو تصویر روی یک هولوگرام ایجاد می‌شود. با استفاده
از روابط ریاضی، محققان می‌توانند تصاویر مربوط به هر پالس را روی هولوگرام
شناسایی کرده، ترتیب آنها را به‌درستی تشخیص دهند.

با این روش محققان توانستند از یک جسم میکرومقیاس در بازه‌زمانی ۵۰
فتوثانیه دو تصویر بگیرند. از آنجا که طول موج اشعه‌ی ایکس پایین است، می‌توان
از اجسام ریز با جزئیات بالا تصویر گرفت.