Cientistas criam câmera capaz de gerar imagens a 100 bilhões de quadros por segundo
Um estudo publicado recentemente pela revista Nature revela a criação de uma câmera capaz de registrar imagens com velocidade de até 100 bilhões de quadros por segundo. Mas não precisa olhar com desdém para a câmera do seu smartphone. A tecnologia tem uma proposta bastante específica: ajudar cientistas a observarem o comportamento da luz, trabalho que encontra utilidade em várias áreas.
O projeto é fruto do trabalho de pesquisadores da Universidade de Washington, nos Estados Unidos. Sob liderança do professor Lihong Wang, o grupo se baseou em uma técnica chamada Compressed Ultrafast Photography (CUP) para conseguir tal feito.
A invenção pouco ou nada lembra uma câmera convencional. O equipamento é composto por um conjunto de lentes de microscópios, telescópios e câmeras convencionais combinado com outros dispositivos, como uma “streak camera”, instrumento que mede a variação da intensidade de um pulso de luz.
No registro de imagens, o sistema CUP captura os fótons (partículas elementares sem massa da luz) emitidos pelo objeto e os faz viajar por uma espécie de tubo até chegar a um DMD (Digital Micromirror Device). Este é um dispositivo minúsculo (15 mm), mas que contém cerca de 1 milhão de “micro-espelhos” que, por sua vez, direcionam os fótons para um divisor de feixes.
Nesta etapa, os fótons são “convertidos” em elétrons e, em seguida, submetidos a dois eletrodos que os tratam com tensões diferentes. Desta forma, os elétrons chegam ao final da viagem em momentos e posições verticais diferentes.
Este é, basicamente, um processo de conversão do tempo no espaço. Todos os dados resultantes são então enviados a um computador que os analisa para transformá-los em informação visual – uma imagem digital 2D. Como resultado, o equipamento consegue gerar fotos de feixes de luz em movimento, como se o tempo tivesse sido congelado só para este registro.
O trabalho todo acontece em apenas 5 nanossegundos (1 nanossegundo é igual a 1 um bilionésimo de segundo). É por isso que, em um único segundo, é possível alcançar até 100 bilhões de quadros.
Wang e equipe frisam que a tecnologia pode ser utilizada, por exemplo, em biomedicina: imagens que descrevem a reação de determinadas proteínas à luz (como ilustra a imagem acima) podem ajudar na criação de exames laboratoriais mais precisos.
A astronomia (e segmentos relacionados) é outra área que pode se beneficiar. Se usada em conjunto com o telescópio Hubble, por exemplo, a câmera poderia ajudar cientistas a obterem imagens muito mais nítidas do espaço.
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