Crean cámara de un billón de cuadros por segundo

Las filmaciones de alta velocidad nos permiten ver cosas que definitivamente están más allá de la capacidad natural de nuestros ojos. Desde la llama de un encendedor hasta la apertura de una lata de gaseosa, aquello que usualmente termina ignorado por nosotros puede esconder una escena maravillosa que queda expuesta gracias a esta tecnología. Sin embargo, investigadores del MIT han llevado el concepto a un extremo tal, que su cámara puede registrar incluso fotones.

Sus desarrolladores no se han guardado palabras: “No hay nada en el universo que sea rápido para esta cámara”. Y con una capacidad de filmación de un billón (10^12) de cuadros por segundo, hasta la misma velocidad de la luz se ve comprometida. La famosa fotografía que muestra a una bala atravesando una manzana puede parecer impresionante, pero lo cierto es que un fotón puede moverse un millón de veces más rápido que esa bala. La cámara tiene la capacidad de mostrar a un “chorro” de luz recorriendo el largo de una botella de un litro de agua, y golpear contra la tapa al otro extremo. Claro que, llamarla “cámara” es hacer un compromiso muy importante, ya que en realidad el sistema está compuesto por una red de quinientos sensores.

Todo el sistema depende de una tecnología conocida como “cámara streak”, cuya apertura es algo similar a una rajadura. Los fotones ingresan a la cámara a través de esta rajadura y atraviesan un campo eléctrico que los desvía en una dirección perpendicular a la rajadura. El campo eléctrico varía con una gran velocidad, por lo cual los últimos fotones en llegar reciben una desviación mayor que los primeros. Ahora, desde un aspecto técnico, la imagen que se obtiene como resultado es bidimensional, pero una de esas dimensiones es espacial, y la otra temporal. En consecuencia, la “imagen” representa en realidad el tiempo que le toma a los fotones atravesar una sección unidimensional de espacio.

Si esto parece complicado en la teoría, cuando saltamos a la práctica, lo es aún más. La luz necesita de apenas un nanosegundo para atravesar la botella de agua, pero el delicado proceso de sincronización entre la cámara y el láser que genera el pulso, sumado a la recolección y procesamiento de datos necesarios para darle forma al vídeo final, hace que la idea de utilizar a esta tecnología de forma más general esté de momento un poco lejos. El costo combinado de la cámara y el láser de emisión es de unos 250 mil dólares, y se barajan diferentes aplicaciones, desde la obtención de imágenes de diagnóstico hasta la evaluación de materiales y la búsqueda de defectos en componentes.