Un billón de imágenes por segundo: esta cámara puede capturar ondas de choque y pulsos de luz

Caltech

En 2018, Lihong Wang de Caltech desarrolló la cámara más rápida del mundo. Esta incluso podía realizar 10 billones de capturas por segundo, lo suficiente para grabar imágenes de un pulso de luz mientras viaja a través del espacio. 

Sin embargo, solo ser rápido no es suficiente. Por ese motivo, Lihong Wang, profesor Bren de Ingeniería Médica e Ingeniería Eléctrica, acaba de desarrollar una cámara que puede capturar hasta 1 billón de imágenes por segundo de objetos que no se pueden ver. Los detalles se encuentran en Science Advances.

pCUP

La cámara usa una tecnología que Wang bautizó como pCUP (fotografía ultrarrápida comprimida de fase sensible). Esta cámara no solo puede capturar videos de objetos transparentes sino también de ondas de choque e incluso las señales que viajan a través de las neuronas.

Según Wang, esta nueva cámara está basada en el sistema de fotografía de alta velocidad que desarrolló hace poco más de un año y una tecnología más antigua. Esta última se trata de la microscopia de contraste de fase, la cual fue diseñada para permitir una mejor imagen de los objetos que son en su mayoría transparentes. 


Un pulso de luz láser viaja a través de un cristal en cámara lenta, capturado por una nueva tecnología de fotografía ultrarrápida. / Caltech

Microscopia de contraste de fase

Esta tecnología se desarrolló hace casi 100 años por el físico holandés Frits Zernike. La tecnología aprovecha la forma en que la luz se ralentiza al pasar de un medio a otro. Por ejemplo, cuando un haz de luz atraviesa un trozo de vidrio disminuye y aumenta su velocidad al entrar y salir respectivamente. 

Con estos cambios de velocidad más algunos trucos ópticos es posible distinguir qué luz pasó a través del vidrio y cuál no. De esta manera, el vidrio, que es transparente, se vuelve mucho más fácil de ver. 

"Lo que hemos hecho es adaptar la microscopía de contraste de fase estándar para que proporcione imágenes muy rápidas, lo que nos permite obtener imágenes de fenómenos ultrarrápidos en materiales transparentes", dice Wang.

Posibles aplicaciones

En el artículo escrito por Wang y sus colegas, se puede ver el poder del pCUP al obtener imágenes de una onda de choque y de un pulso láser que viaja a través de un material cristalino.


Una onda de choque creada por un láser que golpea el agua se propaga en cámara lenta, capturada por una nueva tecnología de fotografía ultrarrápida. / Caltech

Aunque la tecnología aún se encuentra en etapa de desarrollo, Wang afirma que podría tener aplicaciones en muchos campos como la física, la biología o la química.

“A medida que las señales viajan a través de las neuronas, hay una dilatación diminuta de las fibras nerviosas que esperamos ver. Si tenemos una red de neuronas, tal vez podamos ver su comunicación en tiempo real", dice Wang. Además, dice, debido a que se sabe que la temperatura cambia el contraste de fase, el sistema "puede ser capaz de imaginar cómo se propaga un frente de llama en una cámara de combustión".

Como se mencionó al inicio, la cámara desarrollada por Wang hace poco más de un año tiene el record de la cámara más rápida del mundo con sus 10 billones de capturas por segundo. Con esta cámara Wang superó a otra desarrollada en 2015 que podía capturar 4.4 billones de fotografías por segundo.

 

 

Adrian Díaz

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