Física

Fótons movendo-se em câmera lenta a 1 trilhão de quadros por segundo

Fótons movendo-se em câmera lenta a 1 trilhão de quadros por segundo

Usando uma tecnologia desenvolvida recentemente, conhecida como câmera streak, os engenheiros do MIT foram capazes de visualizar a propagação da luz em câmera super lenta.

A câmera é extraordinariamente única, pois só consegue capturar faixas finas de imagens, resultando em uma imagem bidimensional. A abertura da câmera é incrivelmente estreita, permitindo apenas que um fino feixe de fótons entre na câmera. Os fótons são então convertidos em elétrons pouco antes de serem direcionados em um ângulo perpendicular à fenda. O campo elétrico que muda rapidamente desvia os elétrons em vários graus, sendo os que chegam mais tarde desviados mais do que os que chegam mais cedo. Usando este método, uma taxa de quadros de um trilhão de quadros por segundopode ser conseguida.

Com base neste princípio, apenas uma imagem bidimensional é renderizada. No entanto, usando espelhos rotativos, uma imagem 3-D pode ser construída para instâncias onde um movimento é repetível. Para construir a imagem da garrafa, a câmera deve tirar fotos repetidamente com uma precisão que se estende até o picossegundos (1x1012 s) ao mesmo tempo em que reposiciona a câmera streak para construir uma imagem 3D.

Ao longo do período de apenas um nanossegundo, a luz passa sobre a garrafa e centenas de milhares de conjuntos de dados são coletados. Um algoritmo de computador organiza o centenas de gigabytes recolhidos e costurados em uma moldura única. No entanto, a câmera é uma câmera de vídeo incrivelmente ineficiente, pois só pode renderizar objetos tridimensionais em casos em que o experimento pode ser repetido com precisão continuamente.

No entanto, outros engenheiros já estão implementando a câmera streak em diferentes configurações para obter outros resultados impressionantes. Uma dessas equipes está usando a técnica para ver as pessoas nos cantos. Um laser envia um feixe de luz que é gravado pela câmera fotográfica. O feixe se reflete e se propaga pela sala até ser absorvido ou coletado pela câmera. Ao analisar o tempo específico e o ângulo de retorno entre os fótons enviados, pode-se determinar o que resta depois de um canto.

Na indústria médica, a câmera também pode ser utilizada como um dispositivo superpreciso semelhante em função a uma máquina de ultrassom, onde a luz pode substituir o som. Embora a câmera esteja sendo usada atualmente para experimentos científicos (embora incríveis), as aplicações do mundo real do dispositivo podem se tornar bastante úteis em um futuro próximo.

Escrito por Maverick Baker


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