El equipo de Caltech construye una cámara que captura lo invisible a un billón de fotogramas por segundo

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Los científicos continúan ampliando los límites de lo que las cámaras son capaces de hacer, como un dispositivo de fotografía ultrarrápida comprimido ultrarrápido (pCUP) recientemente desarrollado, que es capaz de capturar un impresionante billón de cuadros por segundo.

Eso es alucinante, pero no es un registro, porque algunos de los mismos investigadores desarrollaron una cámara que puede tomar 10 billones de disparos por segundo. de vuelta en 2018. Sin embargo, esta nueva cámara también tiene otro truco de fiesta: puede capturar objetos transparentes y otros fenómenos invisibles a simple vista, como las ondas de choque.

Si bien esta increíble tecnología no será de gran utilidad para sus fotos de vacaciones o selfies de Instagram, promete tener una variedad de usos científicos en física, biología y química.

La cámara funciona utilizando la técnica innovadora utilizada en el modelo 2018, donde las mediciones de la intensidad de la luz se combinan con una imagen estática y algunas matemáticas avanzadas para producir todos esos cuadros.

Nuevo esta vez es un ingrediente extra, contraste microscopico: esta es una técnica fotográfica más antigua en la que los cambios en las posiciones relativas de las ondas de luz a medida que pasan a través de diferentes densidades se convierten en cambios en el brillo. Esto permite ver objetos transparentes, como celdas hechas principalmente de agua.

"Lo que hemos hecho es adaptar la microscopía de contraste de fase estándar para que proporcione imágenes muy rápidas, lo que nos permite obtener imágenes de fenómenos ultrarrápidos en materiales transparentes". dice el ingeniero eléctrico Lihong Wang, del Instituto de Tecnología de California (Caltech).

La microscopía de contraste de fase fue inventada por el físico holandés Frits Zernike en la década de 1930, y se aferra a la forma en que la luz cambia de velocidad a medida que pasa a través de los materiales. Esos cambios de velocidad hacen que materiales como el vidrio sean mucho más fáciles de detectar con esta técnica.

En cuanto a la parte más nueva de la tecnología, el equipo de Caltech lo llama tecnología ultrarrápida comprimida de codificación sin pérdida (LLE-CUP). Esto marca la próxima generación de cámaras rayadas – dispositivos que capturan un evento completo de una sola vez de manera que permite registrar la sincronización de las ondas de luz.

El trabajo anterior de Wang agregó un nuevo componente, un dispositivo acoplado por carga, que redujo los tiempos. Ahora, ha combinado una forma mejorada de esta configuración con microscopía que filtra la luz no dispersada para mapear los cambios que el ojo humano no puede ver.

Con las cámaras científicas cada vez más sofisticadas, están conduciendo a nuevos descubrimientos sobre el mundo que nos rodea, ya sea para tomar instantáneas de cuerpo humanoo en la grabación entrelazamiento cuántico.

Aquí, los investigadores capturaron con éxito el movimiento de una onda de choque a través del agua y un pulso láser a través de un material cristalino. Según los investigadores, su cámara podría usarse para más propósitos en el futuro, ya que se puede combinar con varios otros sistemas de imágenes ópticas existentes.

Podría, por ejemplo, eventualmente permitir a los científicos capturar la forma en que las llamas se expanden en las cámaras de combustión, o registrar las señales que viajan a través de las neuronas a escala microscópica.

"A medida que las señales viajan a través de las neuronas, hay una dilatación diminuta de las fibras nerviosas que esperamos ver". dice Wang. "Si tenemos una red de neuronas, tal vez podamos ver su comunicación en tiempo real".

Imagina eso.

La investigación ha sido publicada en Avances científicos.

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