Znanstvenici Medijskog laboratorija pri Institutu za tehnologiju u Massachusettsu bilježe svjetlost dok prolazi kroz tekućine i predmete pomoću sustava ultrabrzog snimanja te uspijevaju snimiti fotografiju u manje od dvije trilijunke sekunde.

Projekt je počeo kao spontani pokušaj da se doslovno vidi iza ugla, putem bilježenja odbijene svjetlosti i računanja puta povratne svjetlosti pomoću čega se stvaraju slike prostora koje inače nisu izravno vidljive. “Kad sam im rekao da želim osmisliti fotoaparat koji može snimati iza ugla, kolege su mi rekli da ipak odaberem nešto sigurnije ako želim stalan posao”, prisjeća se Ramesh Rashkar, izvanredni profesor medijskih umjetnosti i znanosti i suradnik Medijskog laboratorija. “Dobio sam stalan posao pa mogu reći da to nije bila luda ideja.” Raskar je zamolio kolege iz odjela za kemiju da prilagode superosjetljivi laboratorijski uređaj koji skenira i bilježi svjetlost, a obično se koristi za pojačavanje niza fotona u nizove elektrona. Takvi su uređaji dovoljno brzi da mogu bilježiti snopove laserske svjetlosti koji se opetovano odašilju u bocu ispunjenu zamućenom tekućinom. Obično se koristi za mjerenje laboratorijskih pojava koje se odvijaju u ultrakratkom vremenskom okviru, a znanstvenicima pružaju uvid u intenzitet, položaj i valne duljine u obliku podataka, a ne slike. Putem izmjena na uređaju znanstvenici su uspjeli stvoriti filmove s usporenim kretanjem, koji pokazuju kako se snop svjetlosti poput metka probija od jednog kraja boce do drugoga. Vibracije laserske svjetlosti ulaze kroz dno i putuju do čepa te stvaraju čunjasti udarni val koji se odbila o stijenke boce kako se “metak” probija.Superosjetljivi uređaj skenira i bilježi svjetlost onako kako katodna svjetlosna cijev emitira i odražava sliku s unutrašnje strane računalnog monitora. Svaka je horizontalna linija izložena tek 1,71 pikosekundu ili nekoliko trilijunki sekunde, kaže Raskar, što je dovoljno da laserska zraka kroz tekućinu prijeđe manje od pola milimetra. Kako bi napravili film, znanstvenici su usnimili 500 kadrova u manje od nanosekunde ili milijardinke senkude.

Postupak se ponavlja nekoliko puta i vertikalno se skenira radi sklapanja cjelovite slike, koja pokazuje kako se snop svjetlosti kreće od jednog kraja boce, odbija se o čep, a potom se raspršuje natrag kroz tekućinu. Da se na isti način prati kretanje “metka” kroz istu tekućinu, film bi trajao tri godine. “Zamislite kao da se radi o usporenom kretanju”, ističe Andreas Velten, istraživač na postdoktorskom studiju i član tima koji je osmislio projekt. “Kretanje je toliko usporeno da vidite kako se zrake svjetlosti kreću. To je brzina svjetlosti – ništa se u svemiru tako brzo ne kreće.” Raskar kaže da je tehnologija obećavajuća te da se može iskoristiti za komercijalnu uporabu. Lani je jedan njegov student objavio rad u kojem iznosi postavke za prijenosni uređaj za računalnu tomografiju. Raskar kaže da bi jednog dana mogli razviti softver za pametni telefon koji će, na primjer, prepoznati i interpretirati valove odbijene s voća. “Moći ćete otići u trgovinu i mobitel utvrditi je li voće zrelo”, kaže. Dosad se brzinom pikosekunda uglavnom bavila elitna skupina znanstvenika u američkim laboratorijima za razvoj oružja. U Državnom laboratoriju Lawrence Livermore Gary Jones radi kao stručnjak za optičku fiziku i radi na izgradnji sustava ultrabrzog snimanja koji bilježi prve mikrosekunde laserske fuzije i nuklearne eksplozije. “Kako bismo u pikosekundi usnimili dvodimenzionalnu sliku različite se elektroničke komponente moraju jako brzo kretati”, kaže Jones. Raskar, koji projekt optimistično nazima “femto fotografijom”, koristeći se terminom za kvadrilijun sekunde, smatra da se ne radi samo o inženjerstvu i znanosti. “Još uvijek pokušavamo shvatiti što sve ovo znači jer nitko dosad na ovaj način nije uspio sagledati svijet.”

John Markoff