Detener el tiempo: la cámara más rápida del mundo puede captar el movimiento de la luz

INRS

Si activas un láser, parece que su haz de luz aparece de golpe. Lo mismo pasa si pulsas un interruptor en una habitación: de repente, toda la estancia parece iluminada al mismo tiempo. Pero esto no es así, nos lo parece porque los fotones salen disparados a tal velocidad que nuestro ojo es incapaz de captar el proceso por completo.

Ahora, investigadores de Caltech (EE.UU.) y la Universidad de Quebec (Canadá) han inventado una cámara que detiene el tiempo: es capaz de realizar 10 billones de disparos por segundo, lo suficiente para grabar imágenes de un pulso de luz mientras viaja a través del espacio. 

La extraordinaria cámara es la más rápida del mundo, superando en más del doble la desarrollada en 2015 capaz de captar 4.4 billones de fotos por segundo. Se basa, según un estudio publicado en Light: Science & Applications, en una tecnología llamada fotografía ultrarrápida comprimida (CUP): capta 100 mil millones de fotogramas por segundo, pero combinada con otra cámara de imagen estática, los investigadores pudieron reconstruir 10 billones de fotogramas.

"Sabíamos que al usar solo una cámara de rayo de femtosegundos, la calidad de la imagen sería limitada", dice el profesor Lihong Wang, profesor Bren de Ingeniería Médica y Medial en Caltech y el Director del Laboratorio de Imágenes Ópticas de Caltech (COIL). " Así que para mejorar esto, agregamos otra cámara que adquiere una imagen estática. "Combinado con la imagen adquirida por la cámara de racha de femtosegundos, podemos usar lo que se llama una transformación de radón para obtener imágenes de alta calidad mientras se graban diez billones de fotogramas por segundo".

Estableciendo el récord mundial de velocidad de imágenes en tiempo real, T-CUP puede alimentar una nueva generación de microscopios para biomédica, ciencia de materiales y otras aplicaciones. Esta cámara representa un cambio fundamental que permite analizar las interacciones entre la luz y la materia en una resolución temporal sin paralelo.

La primera vez que se usó, la cámara ultrarrápida abrió nuevos caminos al capturar el enfoque temporal de un solo pulso de láser de femtosegundo en tiempo real (Fig. 2). Este proceso se registró en 25 fotogramas tomados a un intervalo de 400 femtosegundos y detalla la forma, la intensidad y el ángulo de inclinación del pulso de luz (ver imagen de la izquierda). 

"Es un logro en sí mismo", dice Jinyang Liang, el autor principal de este trabajo, que era ingeniero en COIL cuando se llevó a cabo la investigación, "pero ya vemos posibilidades de aumentar la velocidad hasta un billón de fotogramas (1015) ¡Por segundo! ”Velocidades como esa aseguran una visión de los secretos aún no detectables de las interacciones entre la luz y la materia.

Beatriz de Vera

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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