T-CUP Ultra-fast camera
Autor: MSc. Yolagny Díaz Bermúdez / yolagny.diaz@mtz.jovenclub.cu
La «varita mágica» del hombre siempre ha sido la imaginación. De esa forma se han pasado varias ideas de la ficción a la ciencia. Al decir de Albert Einstein «Si lo puedes imaginar, lo puedes lograr». Algo así es lo que ha sucedido con la reciente presentación de una cámara fotográfica ultrarrápida, capaz de capturar el movimiento de la luz.
La cámara fotográfica ultrarrápida, T-CUP, capaz de capturar 10 billones de fotogramas por segundo fue presentada por parte de investigadores del INRS (Institut National de la Recherche Scientifique) francés y el Instituto de Tecnología de California (Caltech). «Esta nueva cámara permite, literalmente, congelar el tiempo para ver fenómenos, e incluso la luz, en cámara extremadamente lenta», señala en un comunicado el INRS.
Usando las técnicas de imagen actuales, las mediciones tomadas con pulsos láser ultracortos deben repetirse muchas veces, lo cual es apropiado para algunos tipos de muestras inertes, pero imposible para otras más frágiles. En los últimos años, la unión entre las innovaciones en la óptica no lineal y la imagen ha abierto la puerta a nuevos métodos altamente eficientes para el análisis microscópico de fenómenos dinámicos en biología y física.
Para poder aprovechar el potencial de estos métodos se requiere de una forma de grabar imágenes en tiempo real con una resolución temporal muy breve, en una sola exposición. Usando las técnicas de imagen actuales es imposible capturar muestras más frágiles en el tiempo.
La fotografía ultrarrápida comprimida (CUP) fue un buen punto de partida. A 100 mil millones de cuadros por segundo, este método se acercó, pero no cumplió, las especificaciones requeridas para integrar los láseres de femtosegundos —unidad de tiempo que equivale a la milbillonésima parte de un segundo.
Para mejorar el concepto, el nuevo sistema T-CUP se desarrolló a partir de una cámara de ráfaga de femtosegundos que incorpora un tipo de adquisición de datos utilizado en aplicaciones como la tomografía.
Presentación de la cámara T-CUP
Este logro se presenta en la revista Light: Science & Applications, donde el profesor Lihong Wang, profesor de Ingeniería Eléctrica en Caltech y Director del Laboratorio de Imágenes Ópticas de Caltech (COIL) expone «Sabíamos que al usar solo una cámara de racha de femtosegundos, la calidad de la imagen sería limitada, para mejorar esto, agregamos otra cámara que adquiere una imagen estática. Combinada con la imagen adquirida por la cámara de franja de femtosegundos, podemos usar lo que se llama transformación de radón para obtener imágenes de alta calidad mientras grabamos diez billones de fotogramas por segundo».
Al establecer el récord mundial de velocidad de imágenes en tiempo real, T-CUP puede propiciar una nueva generación de microscopios para biomédica y la ciencia de materiales. 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. 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. «Es un logro en sí mismo», dice Jinyang Liang, el autor principal de este trabajo, «pero ya vemos posibilidades de aumentar la velocidad hasta en un trillón de fotogramas por segundo».
Imaginemos cuántos procesos naturales se lograrán descifrar, cuánto se podrá aprender del mundo que nos rodea, así como se penetrarán los secretos aún no detectables de las interacciones entre la luz y la materia.
Referencias bibliográficas
Europa Press Madrid. (2018). Inventan una cámara tan rápida que congela el movimiento de la luz. Recuperado el 17 de octubre de 2018, de https://www.hoy.es/tecnologia/investigacion/inventan-camara-rapida-movimiento-luz-20181015175303-ntrc.html
MILENIO. (2018). Crean cámara tan rápida que ‘congela’ movimiento de la luz. Recuperado el 17 de octubre de 2018, de http://www.milenio.com/ciencia-y-salud/crean-camara-rapida-congela-movimiento-luz
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