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Una nueva técnica permite grabar en vídeo hasta un billón de fotogramas por segundo

  • El invento sirve para grabar la luz a "camara lenta" en escenas estáticas
  • Se pueden diferenciar hasta 1.000.000.000.000 de "instantes" por segundo
  • Permitirá analizar compuestos químicos y diversos materiales

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La cámara de alta velocidad más lenta del mundo

Un equipo de científicos del MIT ha desarrollado una técnica que permite capturar ciertas secuencias de vídeo al equivalente a un billón de fotogramas por segundo, una velocidad que puede tener interesantes aplicaciones científicas y también prácticas en el campo de la ingeniería y el estudio de diversos materiales.

Como es fácil de imaginar, la información que hay en 1.000.000.000.000 de "fotografías" instantáneas de una de estas secuencias es tanta y se captura tan rápido que el efecto es el de una película a cámara "super-super-lenta". Se puede grabar incluso cómo la luz recorre el interior de un objeto –por ejemplo, una botella– reflejándose y rebotando en sus paredes.  

La técnica, sin embargo, tiene su "truco". Como es fácil de imaginar, no se puede grabar directamente algo tan rápido como la propia luz viajando a través del aire o de los objetos, porque hace falta que los rayos de luz que se reflejan en los objetos lleguen hasta la cámara.

La forma en que funciona esta técnica es una sutil combinación de fotografía y vídeo convencionales con unos descubrimientos a los que los investigadores llegaron casi por casualidad en una investigación sobre los campos eléctricos.  

El sistema detecta mediante pulsos de láser y campos eléctricos el paso de los fotones por una rejilla

Lo que consiguieron inicialmente en sus experimentos fue un sistema que permite detectar mediante pulsos de láser y campos eléctricos el paso de los fotones por una rejilla, con una altísima precisión.

El movimiento de la luz

Al poder detectar los fotones en tiempos del orden de unos pocos nanosegundos (una mil millonésima parte de un segundo) se puede obtener información altamente precisa para capturar los haces de luz que inciden sobre los objetos a cada instante.  

Repitiendo la toma una y otra vez, con pequeñísimas variaciones en el momento en que se "dispara" la cámara, se puede recrear exactamente incluso cómo "viaja la luz" de un lugar a otro. El resultado es una película en la que se aprecia el efecto de cómo la luz se mueve y rebota sobre la escena y los diversos materiales de que están hechos los objetos.  

Esta técnica es notablemente distinta a otras de vídeo tradicional que permiten grabar secuencias hasta a un millón de fotogramas por segundo (como por ejemplo este vídeo de una bala impactando sobre un blanco ).

Con la nueva técnica se puede dividir un segundo en un billón de "instantes" y tomar una foto en cualquiera de ellos, pero hay que repetir la toma un gran número de veces desde el principio.

Los objetos de la escena no pueden por tanto estar en movimiento, pues la "escena" debe ser exactamente la misma cada vez. Debe ser "repetible".

Dicho de otro modo: este invento no serviría para grabar cómo una flecha impacta sobre una manzana, pero sí cómo un rayo de luz atraviesa un líquido o se refleja sobre un metal, dado que nada cambia en esa escena excepto la luz que interactúa con los objetos.  

La nueva técnica, denominada femto-fotografía, permite tal y como ha sido desarrollada grabar unos 480 fotogramas durante un tiempo de exposición de 1,71 picosegundos.

Un algoritmo matemático se encarga de componer la película completa a partir de la grabación de varios minutos, en la que también se utiliza un sistema de espejos para orientar el objetivo sobre la escena a grabar.

Los investigadores lo han denominado, irónicamente, "la fotografía de alta velocidad más lenta del mundo". En su página del Media Lab del MIT se pueden ver algunos ejemplos de la curiosa técnica.

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