TEMPO.CO, Jakarta - Kamera tercepat telah lahir. Jinyang Liang dan lima ilmuwan teknologi optik dari Department of Biomedical Engineering Washington University, Seattle, Amerika Serikat, berhasil membuat alat potret yang dapat merekam pulsa cahaya.
Pulsa cahaya merupakan bayangan yang tertinggal berbentuk kerucut, sama seperti kilat mesin pesawat supersonik. Sebelumnya, tak ada alat yang bisa merekam pulsa itu.
“Kelak, teknologi ini bisa melihat aktivitas otak dan cahaya neuron yang tak bisa dilihat,” demikian tulisan Liang, pemimpin studi, dalam jurnal Science Advances edisi 20 Januari 2017. Artikel mereka berjudul “Single-shot real-time video recording of a photonic Mach cone induced by a scattered light pulse”.
Selama ini, kecepatan supersonik dan cahaya sulit ditangkap dalam suatu gambar atau video karena sangat kompleks. Normalnya, ketika suatu benda bergerak, udara di depannya akan terdorong jauh dan menciptakan tekanan gelombang yang mengalir dengan kecepatan suara ke segala arah.
Kalau suatu benda bergerak dengan model supersonik, obyek tersebut akan melakukan manuver lebih tinggi ketimbang kecepatan suara. Walhasil, tekanan gelombang bertumpuk dan menimbulkan gelombang kejut—disebut sebagai ledakan sonik—yang suaranya mirip halilintar.
Ledakan sonik biasanya berbentuk kerucut, yang dikenal dengan istilah “kerucut Mach”. Inilah yang membuat obyek supersonik akan tinggal selama sepersekian detik di tempatnya lepas landas. Sedangkan cahaya bergerak melalui ruang hampa dengan kecepatan sekitar 300 ribu kilometer per detik.
Menurut teori relativitas Einstein, tak ada yang bisa melakukan perjalanan lebih cepat ketimbang cahaya dalam ruang hampa. Cahaya dapat bergerak lebih lambat saat bergerak melalui kaca dalam kecepatan 60 persen dari kecepatan maksimum.
Dari pergerakan tersebut, penelitian sebelumnya berhasil menunjukkan bahwa cahaya dapat pula menghasilkan “kerucut fotonik Mach”.
Untuk menangkap cahaya, Liang dan timnya merancang jalur sempit yang dipenuhi es kabut kering. Terowongan berada di antara piring yang terbuat dari karet silikon dan bubuk aluminium oksida (AlO).
Lalu, mereka menembakkan pulsa cahaya laser hijau yang memiliki kecepatan 7 picosecond (sepersetriliun detik). Vibrasi cahaya menyebar di dalam terowongan melalui es kering, lalu menghasilkan gelombang yang bisa membias ke cermin sekitarnya dan ditangkap oleh kamera beruntun.
Untuk menangkap video dari hamburan cahaya laser hijau tersebut, Liang dan tim mengembangkan kamera beruntun yang bisa menangkap gambar dengan kecepatan 100 miliar frame per detik dalam satu eksposur.
“Ciptaan kami bisa menangkap tiga pandangan yang berbeda dari sebuah fenomena,” kata Liang, seperti dikutip dari Live Science.
Satu gambar diperoleh langsung dari tempat kejadian dan dua lainnya dari catatan informasi temporal. Dengan begitu, para ilmuwan dapat merekonstruksi kejadian frame demi frame. Cara kerjanya mirip dengan kamera time lapse.
Liang mengungkapkan, sebetulnya ada sistem pencitraan lain yang dapat menangkap peristiwa ultracepat. Namun proses tersebut memerlukan perekaman ribuan eksposur dari suatu peristiwa. “Sebaliknya, sistem yang kami ciptakan bisa merekam ribuan dalam sekali potret,” kata dia.
Kamera ini tentunya sangat cocok untuk merekam peristiwa yang sangat kompleks. Atau kejadian yang tak terduga yang tak mungkin terulang, seperti vibrasi sonik cahaya. Selain itu, kamera bisa merekam proses darah mengalir dan aktivitas saraf otak, yang selama ini tak bisa terpantau.
SCIENCE ADVANCES | LIVE SCIENCE | AMRI M
