Para que nos hagamos una idea de lo logrado, las mejores cámaras lentas de los teléfonos suelen funcionar a unos cientos de fps, las profesionales de cine pueden utilizar unos pocos miles para lograr un efecto más suave, y la anterior cámara que ostentaba el récord a “la más rápida” lo hacía con unos números de menos de la mitad (a 70 billones de fps). Detrás de este asombroso desarrollo se encuentran los ingenieros del Centro de Investigación de Telecomunicaciones INRS Énergie Matériaux en Canadá. El resultado: una cámara científica ultrarrápida que toma imágenes a una velocidad de codificación de 156,3 terahercios (THz) por píxeles individuales, equivalente a 156,3 billones de fotogramas por segundo.

¿Y para qué queremos semejantes números? Como explican en el trabajo que recientemente se ha publicado en Nature, si quieres ver lo que sucede a nanoescala, tendrás que reducir la velocidad, hasta miles de millones o incluso billones de fotogramas por segundo, y ahí es donde aparece el nuevo invento, una cámara que podría capturar eventos que ocurren en el ámbito de los femtosegundos (cuatrillonésimas de segundo).

Apodada SCARF (femtofotografía en tiempo real con apertura codificada por barrido), la cámara de investigación podría conducir, por ejemplo, a avances en campos que estudian microeventos que son demasiado rápido para los sensores científicos más caros de la actualidad. Por ejemplo, en pruebas la cámara ha capturado con éxito eventos ultrarrápidos como la absorción en un semiconductor y la desmagnetización de una aleación metálica. La investigación también podría abrir nuevas fronteras en áreas tan diversas como la mecánica de las ondas de choque o el desarrollo de una medicina más eficaz.

Tal y como ha explicado en un comunicado la responsable de comunicación del INRS, Julie Robert:

La nueva cámara se basa en investigaciones anteriores para cambiar la lógica tradicional de las cámaras ultrarrápidas. SCARF supera estos desafíos. Su modalidad de imagen permite un barrido ultrarrápido de una apertura codificada estática sin cortar el fenómeno ultrarrápido. Esto proporciona velocidades de codificación de secuencia completa de hasta 156,3 THz para píxeles individuales en una cámara con un dispositivo de carga acoplada (CCD). Estos resultados se pueden obtener en un solo disparo a velocidades de cuadro y escalas espaciales ajustables tanto en modo de reflexión como de transmisión. 

Dicho de forma más sencilla, la cámara utiliza una modalidad de imágenes computacionales con la que es capaz de capturar información espacial al permitir que la luz ingrese a su sensor en momentos ligeramente diferentes. No tener que procesar los datos espaciales en ese momento es parte de lo que libera a la cámara para capturar esos pulsos láser extremadamente rápidos de hasta 156,3 billones de veces por segundo. Los datos sin procesar de las imágenes pueden luego ser procesados por un algoritmo informático que decodifica las entradas escalonadas en el tiempo, transformando cada uno de los billones de fotogramas en una imagen completa. 

Además y de manera sorprendente, lo hizo “utilizando componentes ópticos pasivos y disponibles en el mercado”, como dice el artículo. El equipo describe a SCARF como de bajo coste, bajo consumo de energía y alta calidad de medición en comparación con las técnicas existentes.

Por todo ello, seguramente ya te habrás imaginado que no es una cámara para el común de los mortales, pero los investigadores dicen que capturar nuevos fenómenos ultrarrápidos podría ayudar a mejorar campos como la física, la biología, la química, la ciencia de los materiales y la ingeniería. Casi nada.

Fuentes:
https://ludd.es/ingenieros-de-canada-construyen-la-camara-mas-rapida-del-mundo-dispara-a-1563-billones-de-fotogramas-por-segundo/