Рентгеновский снимок похож на фотографию, сделанную в темноте с очень короткой вспышкой: всё, что шевелится, получается смазанным. Обычные детекторы для рентгена — это большие матрицы из миллионов пикселей, и пока они считывают один кадр, следующий уже упущен. Для вращающейся турбины или бьющегося сердца такая медлительность — приговор.
Группа исследователей обошла эту проблему, отказавшись от матрицы вовсе. Вместо неё — один-единственный высокочувствительный детектор, который ловит весь рентгеновский поток сразу. Перед объектом ставят маску с нанесённым случайным узором из непрозрачных и прозрачных участков. Маска быстро крутится, узор меняется, и детектор записывает серию чисел — как будто смотришь на мир сквозь мелькающие тени. Потом компьютер, зная, какие узоры были в каждый момент, собирает из этих чисел картинку. Такой подход называют призрачной визуализацией: изображение рождается не из прямого снимка, а из совпадений между узорами и сигналами.
Раньше призрачная визуализация для рентгена была слишком медленной: на каждый кадр уходили минуты. Новый метод с быстрой маской разгоняет съёмку до 200 кадров в секунду, а детали размером 225 микрометров — это тоньше человеческого волоса — остаются различимыми. Впервые удалось снять чёткое рентгеновское видео движущихся объектов с такой скоростью.
Теперь можно заглянуть внутрь работающего авиадвигателя и увидеть, как лопатки компрессора вибрируют на полных оборотах. Или сделать рентген грудной клетки, пока пациент дышит, не прося его замереть. Метод открывает дверь к рентгеновскому «кино» там, где раньше были только статичные снимки.
Разрешение 225 микрометров — это примерно толщина двух листов бумаги. На рентгеновском видео с такой детализацией можно разглядеть трещину в лопатке турбины, пока она вращается со скоростью тысячи оборотов в минуту.
Призрачная визуализация напоминает «теневые карты» из научной фантастики, где изображение восстанавливают по рассеянному свету, отражённому от стен, — как в рассказе Теда Чана «История твоей жизни», где герои учатся читать мир по едва уловимым сигналам.