Câmara Mais Rápida do Mundo Fotografa a 156,3 Triliões de Fotogramas por Segundo

Os engenheiros do Centro de Investigação INRS Énergie Matériaux Télécommunications, no Canadá, criaram a câmara mais rápida do mundo, capaz de captar imagens a uma velocidade incrível de 156,3 biliões de fotogramas por segundo (fps).

Normalmente, as câmaras de câmara lenta encontradas nos smartphones funcionam a algumas centenas de fotogramas por segundo (fps). As câmaras cinematográficas profissionais podem atingir alguns milhares de fps para obter um efeito de câmara lenta mais suave. No entanto, para observar acontecimentos à nanoescala, é necessário abrandar significativamente as filmagens para milhares de milhões ou mesmo triliões de fotogramas por segundo.

Revelando a Notável Precisão Temporal da Nova Câmara

A nova câmara é capaz de registar eventos que ocorrem em femtossegundos, que são quadrilionésimos de segundo. Para se ter uma ideia da escala, há tantos femtossegundos num segundo como segundos em 32 milhões de anos.

Esta tecnologia baseia-se no trabalho anterior dos investigadores, de 2014, conhecido como fotografia ultra-rápida comprimida (CUP), que conseguia captar eventos a uma velocidade de 100 mil milhões de fotogramas por segundo.

Posteriormente, desenvolveram a T-CUP, abreviatura de “Trilião de fotogramas por segundo”, que atingiu velocidades de até 10 triliões de fotogramas por segundo. Em 2020, a equipa melhorou ainda mais a tecnologia, atingindo velocidades de 70 biliões de fotogramas por segundo com uma versão denominada fotografia espetral ultra-rápida comprimida (CUSP).

Atingir 156,3 Triliões de Fotogramas por Segundo

Os investigadores voltaram a ultrapassar o seu anterior feito, atingindo uns espantosos 156,3 triliões de fotogramas por segundo.

O mais recente sistema de câmaras, denominado “femtofotografia em tempo real de abertura codificada por varrimento” (SCARF), é capaz de captar acontecimentos que se desenrolam com demasiada rapidez para serem detectados pelas versões anteriores da tecnologia. Isto inclui fenómenos como ondas de choque que atravessam materiais ou processos biológicos no interior de células vivas.

O SCARF funciona através da emissão de um impulso ultracurto “chirped” de luz laser, que atravessa o objeto ou o acontecimento em observação. Se visualizarmos a luz como um espetro semelhante a um arco-íris, o acontecimento é captado inicialmente pelos comprimentos de onda vermelhos, seguidos dos alaranjados, amarelos e assim sucessivamente até aos violetas.

Devido à rápida ocorrência do evento, cada “cor” sucessiva capta-o numa fase diferente de mudança. Este mecanismo permite que o impulso registe todo o evento que se desenrola num período de tempo extraordinariamente curto.

O impulso de luz é submetido a várias manipulações, incluindo focagem, reflexão, difração e codificação, à medida que avança através de uma série de componentes. Por fim, chega ao sensor de uma câmara com dispositivo de acoplamento de carga (CCD), onde é convertido em dados. Estes dados podem então ser reconstruídos por um computador para gerar a imagem final.

Embora seja improvável que o cidadão comum assista a vídeos de alta velocidade de eventos como o rebentamento de balões captados pelos sistemas SCARF, os investigadores acreditam que a documentação de novos fenómenos ultra-rápidos pode melhorar vários domínios, como a física, a biologia, a química, a ciência dos materiais e a engenharia.

Leia O Artigo Original: New Atlas

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