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Câmera quântica consegue fotografar objetos que não estão visíveis

Câmera quântica consegue fotografar objetos que não estão visíveis
A câmera quântica capturou esta imagem de um soldadinho de brinquedo sem utilizar nenhum fóton que tenha se refletido no objeto.[Imagem: University of Maryland/APS]

Quando você olha para aquelas imagens da Terra fornecidas pela NASA, em que é possível ver claramente todos os continentes e até as cidades iluminadas à noite, você não está olhando para uma única foto, mas para um mosaico de centenas de milhares de fotos, montadas por precisos programas computador.

Afinal, na maior parte do tempo, a maior parte do globo está coberta por nuvens. E as câmeras dos satélites não conseguem "ver" através das nuvens. Ou pelo menos não conseguiam.

Câmera fotográfica quântica

Cientistas acabam de demonstrar o funcionamento de uma câmera fotográfica quântica, que poderá ser utilizada para fazer fotos de objetos não visíveis diretamente. Quando totalmente desenvolvida, ela poderá ser utilizada em satélites artificiais para fotografar a superfície da Terra mesmo quando estiver coberta por nuvens.

Depois de décadas publicando artigos científicos com toda a fundamentação teórica, os pesquisadores agora conseguiram produzir um protótipo da máquina fotográfica quântica, demonstrando que ela é capaz de capturar as chamadas "imagens fantasmas", um processo também conhecido como fotografia quântica.

Estado emaranhado de dois fótons

Uma câmera digital normal forma a imagem em seu sensor CCD capturando os fótons que se refletem no objeto fotografado e atingem sua lente. A câmera quântica, ao contrário, registra os fótons que não atingem o objeto, mas que estão vinculados àqueles que atingem por meio de um efeito quântico chamado estado emaranhado de dois fótons.

A imagem coletada, vista acima, é de um soldadinho de brinquedo. A fonte de luz que ilumina o brinquedo foi dividida em dois feixes, um apontando para o brinquedo e o outro para a câmera digital. Próximo ao soldadinho foi colocado um contador de fótons, capaz de detectar apenas os fótons que se refletiam nele.

Algumas vezes, aleatoriamente, a fonte de luz dá origem a fótons extremamente similares em termos quânticos. E pode acontecer que esses fótons sejam separados pelo aparato que divide a luz em dois feixes, indo um deles para o objeto e o outro para a câmera.

O efeito quântico do emaranhamento desses dois fótons garante que haverá uma relação direta entre o ponto onde um deles atingirá o objeto e o ponto onde o outro atingirá o sensor da câmera, permitindo a reconstrução da imagem.

O que a câmera quântica faz é utilizar apenas esses fótons para formar a imagem, descartando os demais. Isso é feito comparando cada fóton detectado pelo sensor da câmera e verificando se ele - na verdade, seu "irmão gêmeo" - também sensibilizou o contador de fótons.

Bibliografia:

Ghost-imaging experiment by measuring reflected photons
Ron Meyers, Keith S. Deacon, Yanhua Shih2
Physical Review Letters
April 2008
Vol.: 77, 041801(R) (2008)
DOI: 10.1103/PhysRevA.77.041801




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