Femto Fotografía: Cámara Lenta Extrema que Captura la Luz en Movimiento

By | noviembre 21, 2012

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Los videos en cámara lenta nos permiten apreciar sucesos impactantes que ocurren en milésimas de segundo. Algunos de estos videos pueden tener una finalidad artística como el video que vimos de Romain Glé y Thomas Séon (ver video), en donde nos mostraban impresionantes formas de agua a 7000 cuadros por segundo. Y otras veces pueden tener una finalidad científica como el video que vimos de un tanque T90 disparando un proyectil (Video que fue grabado a 18000 cuadros por segundo). Pero ahora gracias a los avances científicos, es posible capturar imágenes en cámara lenta extrema, a la impresionante velocidad de 1 Trillón de cuadros por segundo (1,000,000,000,000 fps). Esta técnica llamada Femto fotografía desarrollada por un equipo de científicos del MIT, liderado por Ramesh Raskar, es capaz de capturar hasta la luz en movimiento.

Para obtener imágenes a una velocidad realmente extrema (1,000,000,000,000 fps), los científicos emplean un láser que emite impulsos a intervalos regulares de aproximadamente 13 nanosegundos. Cada impulso dura una trillonésima de segundo (lo cual son varios femtosegundos), generando un haz de láser de un milímetro de grosor, como si fuera una diminuta bala de fotones.

Los fotones que componen la diminuta bala láser se dispersan y rebotan en el objeto a capturar como si fuera una piedra que cae en un estanque de agua. En el siguiente video se puede observar cómo es que viaja el haz de luz a través de una botella, y cómo es que se dispersa dentro de ella.

Las ráfagas de fotones son capturados por un grupo de cámaras, y luego toda esta información es procesada digitalmente mediante algoritmos para generar las imágenes que vemos en los videos.

Ramesh Raskar realizó una interesante presentación para la web TED, en donde explicó los fundamentos de la nueva técnica de captura de imágenes en alta velocidad llamada femto fotografía.

Extrañamente durante la presentación, Ramesh Raskar señaló un extraño efecto con respecto a las ondas de luz que capturaron durante sus experimentos. Un grupo de ondas de luz parecía alejarse del punto de vista de la cámara en lugar de ir hacia ella. Según explicó el científico, este extraño efecto se debe al hecho de que como se está grabando casi a la velocidad de la luz, el orden en el que los eventos suceden en el mundo, a veces aparecen en la cámara en orden inverso. Y por lo tanto fue necesario aplicar ciertas correcciones de espacio y deformación del tiempo para solucionar el efecto.

 

Aplicaciones para la Femto Fotografía

Un aspecto interesante para esta nueva técnica de captura de imágenes de alta velocidad, es la interesante gama de aplicaciones prácticas para esta tecnología. Mediante la femto fotografía se podría:

  • Crear autos que detecten antes de doblar por una esquina, si es que hay otro auto que también por voltear y así evitar los accidentes.
  • Buscar sobrevivientes en eventos de desastre como incendios o terremotos analizando la luz reflejada a través de las ventanas u orificios.
  • Construir equipos médicos como colonoscopios o cardioscopios que puedan ver entre los pliegues internos de los órganos.
  • Analizar defectos en los materiales en los procesos de producción industrial.

Uno de los interesantes proyectos en los que están trabajando actualmente el grupo de científicos del MIT es Cornar. Se trata de una cámara que puede ver alrededor de las esquinas (Visita este enlace para ver mas sobre este proyecto).

Puedes averiguar más sobre el proyecto de Femto Fotografía en este enlace.


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