quinta-feira, 12 de janeiro de 2012

Nova câmera mostra luz em movimento


Há mais de 70 anos, Harold (Doc) Edgerton, engenheiro elétrico do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), começou a usar luzes estroboscópicas para criar fotografias notáveis, como uma bala parada em pleno voo ao furar uma maçã, a coroa criada pelo respingo de uma gota de leite. Agora, cientistas do Laboratório de Mídia do MIT estão usando sistemas de imagem ultrarrápidos para capturar a própria luz passando por líquidos e objetos, um efeito que bate uma fotografia em menos de dois trilionésimos de segundo. O projeto começou como uma iniciativa caprichosa para literalmente ver além dos cantos – capturando a luz refletida e calculando os caminhos da luz que volta, dessa forma construindo imagens vindas de cômodos que não seriam diretamente visíveis. "Quando falei que queria construir uma câmera que visse além dos cantos, meus colegas falaram para escolher algo que fosse mais seguro para minha permanência no emprego", disse Ramesh Raskar, professor assistente de comunicação e ciência do Laboratório de Mídia. "Agora que tenho estabilidade, posso dizer que não é tão louco." Raskar convocou colegas do departamento de química para modificar um "tubo de raios", um equipamento de laboratório supersensível que esquadrinha e captura a luz. Tubos de raios são geralmente usados para intensificar fluxos de fótons em fluxos de elétrons. São rápidos o bastante para registrar o progresso de pacotes de luz laser disparados repetidamente numa garrafa com fluido turvo. O instrumento costuma ser usado para medir fenômenos laboratoriais que acontecem num período de tempo ultracurto. Geralmente, ele oferece aos pesquisadores informações sobre intensidade, posição e comprimento de onda na forma de dados, não imagem. Ao modificar o equipamento, os pesquisadores conseguiram criar filmes em câmera lenta, mostrando o que parece ser uma bala de luz que se move de uma ponta à outra da garrafa. Os pulsos de laser entram pelo fundo e viajam até a tampa, criando uma onda de choque cônica que rebate nas laterais da garrafa enquanto a bala passa. O tubo de raios esquadrinha e captura luz da mesma forma que um tubo de raios catódicos emite e pinta uma imagem na parte interna de um monitor de computador. Segundo Raskar, cada linha horizontal é exposta por apenas 1,71 picossegundos, ou trilionésimos de segundo – tempo suficiente para o raio laser viajar menos de um milímetro pelo fluido dentro da garrafa. Para criar um filme do evento, os pesquisadores gravam cerca de 500 quadros em menos de um nanossegundo, ou um bilionésimo de segundo. Como cada filme individual tem um campo de visão bastante estreito, eles repetem o processo diversas vezes, fazendo uma varredura vertical para compor uma cena completa que mostra o raio indo de uma extremidade da garrafa, ricocheteando na tampa e depois se dispersando pelo fluido. Se uma bala fosse registrada se movendo pelo mesmo fluido da mesma forma, o filme resultante duraria três anos. "É possível pensar nisso como câmera lenta", explicou Andreas Velten, pesquisador de pós-doutorado que faz parte da equipe de design, durante uma apresentação técnica recente. "É uma câmera tão lenta que dá para ver a própria luz se movendo. Essa é a velocidade da luz; não existe nada no universo que se movimente mais rápido." Raskar diz que a tecnologia tem diversas aplicações comerciais promissoras. Ano passado, por exemplo, um de seus alunos da graduação, Jaewon Kim, publicou uma tese antevendo aparelhos portáteis de tomografia computadorizada. Raskar declarou que podia prever um programa para smartphone que capturasse e interpretasse reflexos, por exemplo, de fruta. "Imagine ter isso no celular daqui a uns dez anos. Será possível ir ao supermercado e saber se a fruta está madura." Até agora, velocidades de picossegundos têm sido em sua maior parte a especialidade de um grupo de cientistas de elite reunidos nos laboratórios de armas do país. No Laboratório Nacional Lawrence Livermore, Gary Jones é um físico óptico que cria sistemas de imagem ultravelozes que ajudam a caracterizar os primeiros microssegundos de eventos como a fusão de laser e explosões nucleares. "Para conseguir uma imagem bidimensional dentro de um picossegundo é preciso ter vários aparelhos eletrônicos se movendo muito rápido." Para Raskar, que, com otimismo, chama o projeto de "fotografia femto", usando o termo para quadrilionésimo de segundo, a questão não se resume a engenharia ou ciência. "Nós nos inspiramos a olhar o mundo de um jeito único simplesmente porque podíamos." O sistema permite que o olho nu veja informação até agora apresentada como dados e gráficos. A analogia adequada seria a forma pela qual os astrônomos usam instrumentos como radiotelescópios para criar imagens com cores "falsas" para ver coisas de novas formas – ou seguindo a inspiração original de Eadweard Muybridge, fotógrafo britânico do século XIX que conquistou uma nova compreensão da andadura de um cavalo criando um conjunto de câmeras com obturadores eletromagnéticos disparados por cabos de detonação. "Ainda estamos tentando entender o que isso significa, pois ninguém nunca conseguiu ver o mundo desta forma", garantiu Raskar.
Foto: NYT; Luz é fotografada ao passar por objetos e líquidos
Fonte: Último Segundo

Nenhum comentário:

Postar um comentário

Obrigado pela visita. Deixe sua crítica e sugestão para aperfeiçoarmos o blog. Abraços e Volte Sempre.