Você com certeza sabe que a luz é a “coisa” mais rápida do universo. Entretanto, tentar filmá-la em movimento é necessariamente um desafio.
Os cientistas tiveram algum sucesso no passado, mas um novo dispositivo construído por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia nos Estados Unidos, quebrou todos os recordes: a 10 trilhões de quadros por segundo, pode registrar a luz conforme ela viaja, o que é basicamente em câmera lenta.
Além de ser muito interessante, entender como a luz se move é fundamental para muitos campos de pesquisa.
Existem aplicações potenciais em física, engenharia e medicina que dependem muito do comportamento da luz em escalas tão pequenas e tão curtas que estão no limite do que pode ser medido.
Publicidade
Publicidade
Um avanço importante
Já existe um tipo de câmera, conhecida como streak camera, que pode capturar bilhões ou trilhões de quadros por segundo, mas elas utilizam uma “trapaça” para alcançar esses números.
Se um pulso de luz pode ser replicado perfeitamente, podemos emitir um a cada milissegundo, enquanto utilizamos um tempo de captura da câmera ainda menor, de alguns femtossegundos.
O que acontece é que quando capturamos o pulso inicial, o próximo pulso quando já está um pouco mais longe, o próximo quando está ainda mais longe e assim por diante. O resultado final é indistinguível da captura do primeiro pulso em alta velocidade.
Isso é altamente eficaz, mas os cientistas não podem contar sempre com a possibilidade de produzir um pulso de luz um milhão de vezes da mesma maneira. Caso precisem ver o que acontece quando um pulso de luz passa por uma lente que o alterará. Nestes casos, é preciso capturar o primeiro pulso em tempo real – o que significa gravar imagens não apenas com a precisão de um femtosegundo, mas separadas por femtossegundos, por exemplo.
Plataforma T-CUP
Isso é o que a nova câmera com a plataforma T-CUP faz: combina uma streak camera com uma segunda câmera estática e um método de coleta de dados usado na tomografia.
“Sabíamos que a qualidade da imagem seria limitada usando apenas uma câmera na faixa de femtossegundos. Então, para melhorar isso, adicionamos outra câmera que captura uma imagem estática. Combinado com a imagem adquirida pela streak câmera, podemos usar o que é chamado de transformação de Radon para obter imagens de alta qualidade, enquanto gravamos dez trilhões de quadros por segundo”, diz um dos autores do estudo, Lihong Wang.
Em outras palavras, a plataforma permite que imagens – tecnicamente, datacubos espaço-temporais – sejam capturadas a apenas 100 femtossegundos de distância. Isso é equivalente a dez trilhões de quadros por segundo, ou seria se houvesse uma forma de armazenamento rápida o suficiente para a qual enviar dez trilhões de datacubos por segundo.
Por enquanto, os pesquisadores mantêm a câmera funcionando apenas por alguns quadros por segundo. No caso do experimento abaixo, são 25 quadros que mostram um pulso de laser passando através de um divisor de feixes, conforme GIF abaixo:
Próximos passos
Esse nível de precisão em tempo real é sem precedentes, mas a equipe ainda quer melhorar a tecnologia.
“Já vemos possibilidades de aumentar a velocidade para até um quatrilhão (1015) de quadros por segundo”, disse o principal autor do estudo, Jinyang Liang, em um comunicado à imprensa.
Capturar o comportamento da luz nessa escala e com este nível de fidelidade é além do que poderíamos sequer sonhar há apenas alguns anos, e pode abrir novas linhas de investigação em física e materiais exóticos.
Pesquisadores do MIT Media Lab criaram um sistema de imagens que pode adquirir dados visuais a uma taxa de um trilhão de quadros por segundo. Isso é rápido o suficiente para produzir um vídeo em câmera lenta de luz viajando através de objetos. Veja abaixo:
Achou útil essa informação? Compartilhe com seus amigos! xD
Nascido no interior de Minas Gerais, foi seminarista em uma congregação francesa, mas viu que sua vocação é ser engenheiro. Graduado em Engenharia Eletrônica pela Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI e cursando MBA em Gerenciamento de Projetos pela Fundação Getulio Vargas - FGV. Criou o Engenharia é: exatamente às 11:28, no dia 2 de agosto de 2011. Você pode falar comigo pelo email: ademilson@engenhariae.com.br