Eletrônica

Câmera mais rápida do mundo mostra luz em câmera lenta

1 trilhão fps

Cientistas do MIT, nos Estados Unidos, criaram uma filmadora tão rápida que até a luz pode ser vista se movimentando em câmera lenta.

A câmera captura imagens a uma velocidade de 1 trilhão de quadros por segundo.

Isto é suficiente para filmar a luz atravessando uma garrafa de refrigerante, como que "enchendo a garrafa de luz", com alguns raios caminhando de volta para o fundo da garrafa depois de refletirem-se na tampinha .

A câmera mais rápida do mundo até agora atingia 6 milhões de quadros por segundo, usando raios lasers e sem usar um CCD.

A nova câmera também não tem quase nenhuma similaridade com as filmadoras tradicionais - ela é baseada em uma nova tecnologia chamada câmera de listras.

Câmera elétrica

A abertura da câmera super rápida, por onde os fótons entram, é uma fenda muito estreita.

Após a fenda, os fótons passam por um campo elétrico que os faz virar na direção perpendicular à fenda.

Como o campo elétrico varia muito rapidamente, ele deflete menos os fótons que chegam primeiro, e mais os fótons que chegam logo depois.

Assim, a câmera produz uma imagem que é bidimensional, mas apenas uma das dimensões é espacial - a dimensão correspondente à direção da fenda.

Câmera de 1 trilhão de quadros por segundo mostra luz em câmera lenta
Imagens superpostas da face esférica das ondas de luz refletidas pelas superfícies que estão sendo filmadas - este é um dos quadros da filmagem da câmera de 1 trilhão de quadros por segundo. [Imagem: Ramesh Raskar/MIT]

A outra dimensão, correspondente ao grau de deflexão dos fótons, corresponde ao tempo.

Assim, a imagem representa o tempo de chegada dos fótons passando através de uma fatia unidimensional do espaço.

O resultado é que a imagem capturada em cada exposição corresponde a apenas uma faixa da cena - ou uma linha vertical de pixels.

Câmera de listras

Essa estranha, mas rapidíssima câmera, será muito útil em química e biologia, em experimentos que observam a luz que atravessa ou que é emitida por uma amostra.

Como, nesses casos, os cientistas estão interessados nos comprimentos de onda da luz que a amostra absorve, ou como a intensidade da luz que a amostra emite varia ao longo do tempo, o fato de que a câmera registra apenas uma dimensão espacial é irrelevante.

Mas é possível também capturar imagens completas de uma cena, desde que seja uma cena estática.

Para isso, a captura de cada imagem deve ser repetida inúmeras vezes, deslocando ligeiramente a câmera para que ela capture uma linha vertical de pixels a cada exposição - é daí que vem o nome da tecnologia, câmera de listras.

Por exemplo, a luz entra e sai da garrafa de refrigerante em cerca de 1 nanossegundo, mas leva cerca de uma hora para coletar todos os dados necessários para fazer o filme.





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