La cámara más rápida del mundo logra capturar 70 billones de cuadros por segundo

Dicen que nada puede ser más rápido que la velocidad de la luz, pero existe una cámara que se acerca increíblemente a esta proeza tecnológica gracias al trabajo de un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de California o Caltech , quienes han desarrollado un equipo capaz de capturar más de un billón de imágenes cada segundo.

La anterior «cámara más rápida del mundo» podría disparar 10 billones de fotogramas por segundo (FPS), mientras que la nueva cámara puede capturar hasta 70 billones, rompiendo el récord anterior.

Para poner esto en perspectiva, esta cámara puede capturar aproximadamente 230 cuadros individuales en el tiempo que tarda la luz en recorrer un solo milímetro, más que suficiente para inmortalizar cualquier instante.

Los creadores de esta novedosa tecnología advierten que no está diseñada para disparar la final de sprint de 100 metros en los Juegos Olímpicos de Tokio, más bien,  puede capturar pulsos neuronales, ondas de choque, fusión nuclear y el movimiento de las ondas de luz.

Incógnitas

Los diseñadores de esta cámara no han mencionado ninguna palabra sobre la resolución a la que se capturan estos cuadros, o incluso si una medida tan convencional del rendimiento de la cámara es relevante para un hardware tan exótico.

Caltec, una empresa con un historial de producción de cámaras «trillion + fps», destaca que esta última cámara ultrarrápida utiliza la fotografía espectral ultrarrápida comprimida «Fotografía ultrarrápida comprimida» o (CUP); es decir, combina un láser que emite pulsos cortos de luz láser que duran solo una cuadrillonésima parte de un segundo, con una óptica que divide cada pulso individual en un tren de pulsos de luz aún más cortos, cada uno de los cuales es capaz de producir una imagen en la cámara.

La nueva cámara fue desarrollada en el laboratorio de Lihong Wang , profesor Bren de Ingeniería Médica e Ingeniería Eléctrica en Caltech, quien explica que la óptica de esta cámara divide los pulsos individuales de femtosegundos de luz láser en un tren de pulsos aún más cortos, con cada uno de esos pulsos capaces de producir una imagen.

La tecnología, según adelantó,  se utilizará para capturar fenómenos increíblemente cortos como la fusión nuclear, la descomposición fluorescente de las moléculas o el movimiento de las ondas de luz. Y si bien algo de esto fue posible con T-CUP, este aumento de velocidad 7x promete revelar fenómenos naturales que antes no se conocían.

Utilidad de la cámara

La tecnología podría abrir nuevas vías de investigación en campos que incluyen la física fundamental, la miniaturización de semiconductores de próxima generación y las ciencias de la vida.

«Visualizamos aplicaciones en una rica variedad de fenómenos extremadamente rápidos, como la propagación de luz ultracorta, propagación de ondas, fusión nuclear, transporte de fotones en nubes y tejidos biológicos, y la descomposición fluorescente de biomoléculas, entre otras cosas», dice Wang.

Hasta ahora, las velocidades de imagen de las cámaras limitaban fundamentalmente la capacidad de los humanos para discernir el mundo físico. Sin embargo, en las últimas décadas, las tecnologías de imagen basadas en sensores de silicio, como CCD y CMOS, se mejoraron ampliamente para ofrecer velocidades de imagen de hasta millones de cuadros por segundo (fps).

A pesar de este desarrollo, las cámaras no lograban capturar una rica variedad de fenómenos extremadamente rápidos, como la propagación de luz ultracorta, la desintegración radiactiva de las moléculas, la formación de solitones, la propagación de ondas de choque, la fusión nuclear , el transporte de fotones en medios difusivos y la morfología transitorios en materias condensadas, resaltaron los creadores.

Actualmente, el método más ampliamente implementado por los científicos era desencadenar un evento deseado varias veces y, mientras tanto, observarlo a través de una ventana de tiempo estrecha con diferentes demoras, lo que se denomina método de bomba-sonda. Desafortunadamente, con esto no se puede registrar el evento en tiempo real y, por lo tanto, solo es aplicable a fenómenos que son altamente repetibles.

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