Física

Fotones moviéndose en cámara lenta a 1 billón de cuadros por segundo

Fotones moviéndose en cámara lenta a 1 billón de cuadros por segundo

Utilizando tecnología recientemente desarrollada conocida como cámara de racha, los ingenieros del MIT pudieron visualizar la propagación de la luz en cámara superlenta.

La cámara es extraordinariamente única en el sentido de que solo puede capturar finas rayas de imágenes que dan como resultado una imagen bidimensional. La apertura de la cámara es increíblemente estrecha y solo permite que entre un delgado haz de fotones. Luego, los fotones se convierten en electrones justo antes de dirigirse a un ángulo perpendicular a la rendija. El campo eléctrico que cambia rápidamente desvía los electrones en diversos grados y los que llegan tarde se desvían más que los que llegan temprano. Con este método, una velocidad de fotogramas de un billón de fotogramas por segundopuede lograrse.

Según este principio, solo se renderiza una imagen bidimensional. Sin embargo, al hacer uso de espejos giratorios, se puede construir una imagen 3D para casos en los que un movimiento es repetible. Para construir la imagen de la botella, la cámara debe tomar fotografías una y otra vez con una precisión que se extienda a la picosegundos (1x1012 s) mientras que, al mismo tiempo, se reposiciona la cámara de rayas para construir una imagen en 3D.

Durante el período de tiempo de solo un nanosegundo, la luz pasa sobre la botella y cientos de miles de conjuntos de datos se recopilan. Un algoritmo informático organiza cientos de gigabytes recogido y cosido en un marco singular. Sin embargo, la cámara es una cámara de video increíblemente ineficiente, ya que solo puede renderizar objetos tridimensionales en los casos en que el experimento se puede repetir con precisión una y otra vez.

No obstante, otros ingenieros ya están implementando la cámara de racha en diferentes configuraciones para lograr otros resultados impresionantes. Uno de esos equipos está utilizando la técnica para ver a la gente en las esquinas. Un láser envía un rayo de luz que luego es registrado por la cámara de rayas. El rayo se refleja y se propaga a través de la habitación hasta que es absorbido o recogido por la cámara. Al analizar el tiempo específico y el ángulo de retorno a través de los fotones enviados, se puede determinar qué queda a la vuelta de la esquina.

En la industria médica, la cámara también podría utilizarse como un dispositivo súper preciso de función similar a una máquina de ultrasonido donde la luz podría reemplazar el sonido. Si bien la cámara se está utilizando actualmente para experimentos científicos (aunque increíbles), las aplicaciones del dispositivo en el mundo real podrían ser bastante útiles en un futuro próximo.

Escrito por Maverick Baker

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