A super câmera lenta que consegue capturar a velocidade da luz

Ela consegue registrar nada menos que 10 trilhões de quadros por segundo!

Eu tive uma câmera que fazia videos em câmera lenta. Era maneiríssimo, mas não chega nem na unha do dedo mindinho do que é essa nova câmera lenta da Caltech.

Registrando uma taxa de frames por segundo de 10 trilhões de frames, essa é a super-câmera lenta. Ela consegue registrar a velocidade da luz!

A luz é a coisa mais rápida do universo, então tentar capturá-la em movimento é necessariamente um desafio. Isso foi possível com um novo equipamento construído por cientistas da Caltech produz incompreensíveis 10 trilhões de quadros por segundo, o que significa que pode capturar luz enquanto ele viaja — e eles têm planos de torná-lo cem vezes mais rápido!

INSANIDADE? Eles querem chegar a 1 quatrilhão de Fps!

Compreender como a luz se move é fundamental para muitos campos, por isso não é apenas a curiosidade ociosa que impulsiona os esforços de Jinyang Liang e dos seus colegas – não que haja algo de errado com isso. Mas existem aplicações potenciais na física, na engenharia e na medicina que dependem fortemente do comportamento da luz em escalas tão pequenas e tão curtas que estão no limite do que pode ser medido.

Você pode ter ouvido falar de câmeras de bilhões e trilhões de FPS no passado, mas provavelmente eram “câmeras de sequência” que trapaceiam um pouco para atingir esses números.

Um pulso de luz capturado pelo sistema T-CUP.

Entender o comportamento da luz em escalas de tempo incrivelmente curtas, na ordem dos femtossegundos, é um desafio que a ciência está superando com o método T-CUP. Imagine a capacidade de capturar um pulso de luz a cada milissegundo, compensando o tempo de captura da câmera em frações ínfimas, da ordem dos femtossegundos. Este avanço abre novas possibilidades na exploração de fenômenos físicos e materiais exóticos.

A Revolução do T-CUP: Imagens em Tempo Real com Precisão Femtossegundo

O método T-CUP combina uma câmera de sequência com uma segunda câmera estática, juntamente com técnicas de coleta de dados inspiradas na tomografia. Essa abordagem inovadora supera as limitações da qualidade de imagem ao capturar pulsos de luz em tempo real. A segunda câmera, ao adquirir uma imagem estática, aliada à câmera de sequência de femtossegundos, utiliza a transformação Radon para obter imagens de alta qualidade, registrando surpreendentes dez trilhões de quadros por segundo.

Detalhes Técnicos: Capturando o Inimaginável

O método T-CUP permite a captura de imagens com intervalos de apenas 100 femtossegundos, equivalendo a dez trilhões de quadros por segundo. Embora esse ritmo seja extraordinário, a equipe por trás do método enfrenta desafios de armazenamento de dados, limitando o experimento a 25 quadros consecutivos. No entanto, essa conquista sem precedentes já projeta a possibilidade de alcançar velocidades de até um quatrilhão (10^15) de quadros por segundo no futuro.

Engenharia de câmera dupla

O método T-CUP combina uma câmera de sequência com uma segunda câmera estática e um método de coleta de dados usado em tomografia.

Lihong Wang, coautor do estudo explicou como funciona:

“Sabíamos que ao usar apenas uma câmera com sequência de femtossegundos, a qualidade da imagem seria limitada. Então, para melhorar isso, adicionamos outra câmera que adquire uma imagem estática. Combinado com a imagem adquirida pela câmera de sequência de femtossegundos, podemos usar o que é chamado de transformação Radon para obter imagens de alta qualidade enquanto gravamos dez trilhões de quadros por segundo.”

 

Perspectivas Futuras: Explorando Novos Horizontes em Pesquisa

A equipe liderada por Liang Wang visualiza possibilidades empolgantes de ampliar ainda mais a velocidade do T-CUP. Essa capacidade sem precedentes de capturar eventos em femtossegundos oferece uma visão sem precedentes para explorar fenômenos complexos e desafia os limites do que era possível apenas alguns anos atrás. O estudo, conduzido por Liang et al., foi recentemente publicado na revista Light.

Se você ficou intrigado com as maravilhas do método T-CUP e quer saber mais sobre o futuro da captura de imagens em escalas temporais ultrarrápidas, esteja atento às próximas descobertas que prometem transformar nossa compreensão do universo em níveis microscópicos.

O artigo de Liang foi publicado aqui 

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Philipe Kling David
Philipe Kling Davidhttps://www.philipekling.com
Artista, escritor, formado em Psicologia e interessado em assuntos estranhos e curiosos.

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