Kamera liefert fünf Billionen Bilder pro Sekunde

Forscher der Universität Lund haben die schnellste Kamera der Welt entwickelt: Diese liefert fünf Billionen Bilder pro Sekunde. Damit lassen sich extrem schnelle Prozesse, z.B. aus den Bereichen Chemie, Physik und Medizin auf Film bannen. [...]

In Natur und Technik passieren viele wichtige Vorgänge in wenigen Piko- oder Femtosekunden, also winzigen Bruchteilen einer Sekunde. Das umfasst beispielsweise Explosionen, Plasmablitze, die Gehirnaktivität von Tieren oder viele chemische Reaktionen. „Wir sind nun in der Lage, derart kurze Prozesse zu filmen“, sagt Elias Kristensson, Verbrennungsphysiker an der Universität Lund. Zunächst soll die Kamera dazu dienen, solche blitzschnellen Vorgänge für die Forschung zu erfassen – beispielsweise jene Verbrennungsprozesse, mit denen sich Kristensson üblicherweise befasst. „Langfristig können die Technologie auch Industrie und andere nutzen.“
Während alltägliche Kameras und auch normale Hochgeschwindigkeitskameras einfach ein Bild nach dem anderen schießen, setzt das System der Schweden auf einen anderen Trick. Möglich wird diese schnelle Aufnahmefolge mit Hilfe speziell kodierter Lichtblitze zur Beleuchtung. Zwar verschmelzen immer mehrere Lichtblitze in einer tatsächlichen Aufnahme, doch ein Algorithmus kann dann der kodierten Lichtblitze daraus die nötigen Einzelbilder für ein Video herausrechnen, indem er die Details jedes einzelnen kodierten Impulses entschlüsseln kann.
Bewegtbilder aus Motoren
Das System kann somit letztlich mit fünf Billionen Bildern pro Sekunde filmen, also mit einer Auflösung von 0,2 Billionstels Sekunden. Dieser Geschwindigkeitsrekord bietet erstmals die Möglichkeit zu filmen, wie sich Substanzen während rasanten Prozessen verändern. Bislang konnte man nur mit Serien von Standbildern arbeiten, für die ein Experiment immer wieder wiederholt wurde. „Das Problem dabei ist, dass es extrem unwahrscheinlich ist, dass ein Prozess beim Wiederholen des Experiments gleich abläuft“, unterstreicht Kristensson.
Mit der neuen Kamera können er und seine Kollegen Vorgänge in Verbrennungsmotoren genauer studieren und so zur Entwicklung effizienterer, sauberer Modelle beitragen. Denn die Funktion von Motoren beruht letztlich auf mehreren blitzschnellen Vorgängen auf molekularer Ebene. Auch andere Forscher sollen schon bald in den Genuss solcher Möglichkeiten kommen. Denn ein deutscher Hersteller hat bereits einen Prototypen entwickelt, der innerhalb von zwei Jahren marktreif sein sollte.