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To bit or not to bit: ¡Filman fotones a 1.000.000.000.000 de cuadros por segundo!

Si te preguntabas cómo se vería la luz desplazándose por el espacio, aquí está la respuesta. Un grupo del MIT consiguió filmar la luz en movimiento. La nueva tecnología se llama Femtofotografía y abre la puerta a aplicaciones impensadas, como la de tomar fotos del interior del cuerpo humano sin necesidad de usar rayos X o la de construir cámaras que pueden ver a la vuelta de la esquina.

Pero, por otra parte, si miras con detalle los vídeos te encontrarás con algo muy curioso. Que nada tiene que ver con fotones ni mega cámara lenta.

La gente del MIT desarrolló un dispositivo que permite ver cómo se propaga la luz. Para que esto sea posible, el mecanismo tiene la capacidad de generar imágenes con una exposición de menos de dos trillonésimos de segundo por cada cuadro (la noticia es del 2012).

Ramesh Raskar, del equipo de desarrollo, explica:

“Si tomo un puntero láser y lo enciendo y apago en una billonésima de segundo —o sea, en varios femtosegundos— crearé un paquete de fotones de apenas un milímetro de ancho y ese paquete de fotones, esa bala, viajará a la velocidad de la luz, y, nuevamente, un millón de veces más rápido que una bala común. Si tomamos esa bala y este paquete de fotones y disparamos en esta botella, ¿Cómo se dispersan esos fotones dentro de esta botella? ¿Cuál es el aspecto de la luz en cámara lenta?”

A semejante velocidad, la cantidad de luz que llega al dispositivo receptor es tan ínfima que lo es necesario realizar varios millones de tomas aditivas por cada cuadro, para aumentar la luminosidad. Cada cuadro está formado a su vez por miles de imágenes, cada una correspondiente a una línea, similar al barrido de un monitor. Cada grupo de imágenes es posteriormente ensamblado en forma digital para formar cada cuadro.

Los integrantes del equipo filmaron el disparo de un láser contra una botella plástica. El evento real tiene una duración de menos de un nanosegundo, en tanto que el vídeo es diez mil millones de veces más lento para que se pueda ver el desplazamiento de los fotones.

Aquí, el vídeo del disparo de fotones chocando contra la botella:

Ramesh nos detalla lo que se ve en la película:

“El pulso de láser entra en la botella con un paquete de fotones que empieza a atravesarla y que, dentro, empieza a dispersarse. Parte de la luz se fuga, va a la mesa, y empezamos a ver estas ondulaciones. Muchos de los fotones finalmente llegan a la tapa y luego explotan en varias direcciones. Como pueden ver, hay una burbuja de aire que rebota en el interior. En ese tiempo, las ondas viajan por la mesa y debido a las reflexiones de la parte superior se ve en el fondo de la botella, después de varios cuadros, que las reflexiones se concentran.”

Si bien el sistema tiene sus limitaciones (por ejemplo, solo puede filmar eventos que sean exactamente repetibles en el tiempo), abre grandes posibilidades de investigación, como la de la captura de imágenes que no están en la línea de visión (ya comentado en este artículo de NeoTeo).

Para quienes quieran saber más en detalle cómo funciona el dispositivo: este incluye una fuente de emisión de luz generada por un láser de titanio-zafiro que emite pulsos. Estos pulsos al mismo tiempo iluminan la escena y disparan la cámara, con un tiempo de exposición ridículamente pequeño: 1,7 picosegundos.

Ahora bien, más allá de toda esta sorprendente tecnología, si miramos ambos vídeos con atención podremos observar algo muy curioso que no está directamente relacionado con el experimento (¿o tal vez sí?).

¿Puedes descubrir de qué se trata? ¿Se te ocurre alguna explicación?

¡Hasta el próximo To bit!

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Escrito por Gianni Sabbione

Gianni Sabbione es editor literario, científico y músico. Como editor trabajó y trabaja en editoriales y medios internacionales de EE.UU., España y Latinoamérica. Es asesor en reorganización y automatización de áreas de IT e investigó en IA y redes neuronales.
Es cantante de sus bandas de hard rock solista y de Color Púrpura, y aprovecha su perfil en Neoteo para promocionarlas. Al menos hasta que se de cuenta el Sr. Director del sitio.

20 Comments

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  1. Este video lo vi en TED hace como 9 meses jeje pero buen aporte, tan bien vale la pena comentar los otros descubrimientos como sensores de presencia basados en fotones y su refraccion y digraccion en lugares cerrados.

    • #1 Sí, la noticia es de 2012, lo dice en el primer párrafo de la nota. Sucede que recién ahora vi la "curiosidad" entre ambos videos. Saludos!

    • #1
      Hola mamuntu, con respecto a lo actual.
      A esta altura de mi vida, me pasa que ya no importan las novedades. Internet tiene tanto para mostrar, que "lo viejo" llega a ser asombroso.
      Muy buen artículo.
      Saludos.

  2. Pues no vi nada fuera de lo normal en ambos videos, tal vez mi estimado autor tiene mas sentido de observacion asi que esperare su próximo articulo con la explicacion, a no ser que algun lector lo capte antes… saludos desde cd juarez en Mexico!

  3. El autor se refiere a la "publicidad subliminal de coca-cola" en el minuto 1:15 del segundo vídeo y el el primer vídeo.

    P.S: Lo puse entre comillas porque creo que es coincidencia pero pienso que las insinuaciones del autor son mas conspirativas.

  4. Creo que lo "Curioso" del experimento al que se refiere el Autor del articulo, es que esta realizado con una botella llevando la etiqueta de Coca Cola, osea, por que no sacaron la etiqueta de la botella al menos no? Le hacian publicidad a Coca Coca o que?

  5. Esta noticia es viejisima!!!! 😀 aqui mismo creo que lo vi hace un año o mas! pero esta muy bueno igual para recordar 🙂

  6. La propagación se puede ver claramente porque dentro del líquido o hielo de la botella porque la luz se propaga en forma mucho más lenta que en el aire, lo cual permite que la cámara pueda no ser tan rápida como si fuese en otro medio.

  7. Me llamó la atención de que si la cámara es tan rápida para captar un fotón en movimiento entonces ¿porque se puede ver la botella iluminada? ¿El fotón que se disparó viaja más lento que la velocidad de la luz?

  8. increíble como viaja la luz, pero, era mucha molestia quitarle la etiqueta a la botella de refresco? porque esa botella y no la del brandy? tanto equipo costoso y usar una botella de PET=?

  9. Si no me equivoco la curiosidad no es que no se hayan dado el tiempo de quitar la etiqueta, es el hecho de que en el segundo video, la etiqueta de la botella mostrada no dice nada, esto hace pensar que Coca-Cola movio un poco sus manos para que su nombre apareciece ahi?
    Es poco probable que despues de un post-procesado apareciera el logo por casualidad.

    • #23 al reves, se me hace q el vido original llevaba la marca de coca cola y q en segundo la removieron en postproducion…me parece q tecnicamente tiene mas sentido así….aunque el motivo no lo parezca.

  10. Hola,

    Diez mil millones no es 1.000.000.000.000 ya que eso es un millón de millones.

    Diez mil millones es 10.000.000.000 😉

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