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!
