光の速さをとらえるハイスピードカメラ

ハイスピードカメラってご存知ですか?普通のビデオ映像のフレームレート(1秒あたりのコマ数)は30fpsなんですが、これを60とか100とかもっと多くして録画するカメラです。再生のときに通常の30fpsでみると高速な現象がスローモーションのように見えるというアレなんですが…

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フレームレートをありえないくらいに増やしてしまったカメラ

やっぱりこういうことをやる人はいるんですねぇ。フレームレートをありえないくらいに増やして光の伝播をとらえてしまおうという試み。

1秒「1兆フレーム」で光の進行をとらえるカメラ

MITの研究者チームが開発したカメラは、1秒あたり1兆フレームという驚異的な高速度撮影が可能で、光の波が進む様子をとらえることができる。

あなたのカメラはどのくらいの速さで動画を撮影できるだろうか。60fps(フレーム/秒)? それとも1,000fps? なかには1,000,000fpsで撮影できるカメラ『Phantom』(日本語版記事)を持っている人もいるかもしれない。しかし、それさえ大したことはない。マサチューセッツ工科大学(MIT)の新しいカメラは、1,000,000,000,000fps(1兆フレーム/秒)で撮影するのだから。

1兆秒といえば31,688年を超える。そして、このカメラで1秒間撮影したシーンを30fpsの速度で再生した場合、見るのに1,000年以上かかることになる。

もちろん、この「カメラ」は休暇に持って行けるようなものではないし、たとえ持って行けたとしても、これだけの高速撮影を行うために十分な光は、カンカン照りの浜辺でも得られないだろう。MITの装置(設計はラメシュ・ラスカー博士とそのチーム)が行っているのは、「フェムト秒(千兆分の1秒)のレーザー照明と、ピコ秒(1兆分の1秒)精度の検出器、いくつかの数学的再構成技術」を使い、場面に照明を当て、レーザー光のパルスをとらえることだ。そして、あらゆる優れた手品がそうであるように、この装置でも複数の鏡が使われている。カメラの視野を動かすためだ。

撮影時間は1秒にも達していない。掲載した動画の長さは480フレームで、時間にしてわずか1.71ピコ秒という一瞬を見せてくれる。

結果として得られるのは、光の波が進む様子を示す動画だ。個々のフレームを色分けすることで、波面を虹で表すこともできる。

もっと見たいという人には、MITのサイトにある、このチームのプロジェクト・ページをお勧めする。このページでは、単一パルスの光がPETボトルの中を10億分の1秒単位で進んだり、置かれた静物の上を波面がまるで浜辺に寄せる波のように波紋を描いたりする不思議な映像を見ることができる。

元記事はコチラ

やるなMIT。なんか「ナンセンスマシーン」のにおいも感じないことはないですけど。工学的にどれほど役に立つのかは分からないですけど撮影された映像そのものは素晴らしいですよね。

個人的にはいっぱい並べたハダカの光ファイバーに矩形信号送ってある種の模様を描き出したものを撮影する、なんてこともやってみたい気がします。なんか綺麗そうなもの作れそうじゃないですか?もの凄く高上がりな遊びになりますけどね。

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