¿La cámara más rápida? – FRAME, a 5 billones de ‘frames’ por segundo

A finales de 2015 ya hablamos de cómo algunos investigadores del MIT –Massachussets Institute of Technology– habían conseguido desarrollar una cámara capaz de capturar 1 billón de fotogramas por segundo. Ahora, un equipo de la universidad de Lund (Suecia), ha logrado crear una cámara que eleva esta cifra hasta los 5 billones de frames por segundo.

Investigadores suecos han creado un dispositivo capaz de capturar hasta 5 billones de fotogramas por segundo © Lund University
Investigadores suecos han creado un dispositivo capaz de capturar hasta 5 billones de fotogramas por segundo © Lund University

Denominada FRAMEFrequency Recognition Algorithm for Multiple Exposures–, este nuevo dispositivo permite capturar eventos con una duración de apenas 0,2 billonésimas partes de un segundo, es decir, 0,0000000000002 s –12 ceros después de la coma decimal–. En términos más científicos, hemos de recurrir a un tipo de unidades poco usado en el lenguaje común: no valen ni los ‘mili’ (10-3), ni los ‘micro'(10-6), ni los ‘nano’ (10-9) ni incluso los ‘pico’ (10-12); aquí es necesario hablar de ‘femto‘ (10-15) para poder definir estos espacios de tiempo de captura tan efímeros. Así pues, estamos hablando de 200 fs o femto segundos, lo que da nombre a este tipo de aplicaciones, a las que nos referimos como femto-fotografía.

Por supuesto, este tipo de dispositivo no está diseñado para un uso convencional de captura de imágenes, sino para aplicaciones científicas que buscan documentar algunos procesos extremamente rápidos que acontecen en los campos de la física, la química o la biología, por ejemplo. Tal como señalan los investigadores suecos responsables del proyecto, para poder visualizar este tipo de eventos era necesario –hasta ahora– capturar imágenes fijas de diferentes realizaciones de un mismo experimento que luego eran combinadas para crear secuencias animadas. El problema era que cada una de estas realizaciones podía dar lugar a resultados sensiblemente diferentes –dada la imposibilidad de repetir las mismas condiciones exactamente–, lo que dificultaba la posterior edición. Con la nueva «cámara», es posible obtener la secuencia en una única realización, gracias a su velocidad de captura extrema.

Gracias a esta cámara, es posible 'ver' fotones de luz atravesando una distancia equivalente al grosor de una hoja de papel © Lund University
Gracias a esta cámara, es posible ‘ver’ fotones de luz atravesando una distancia equivalente al grosor de una hoja de papel © Lund University

A pesar de hablar de «cámara», es conveniente aclarar que esta no funciona del mismo modo que las cámaras tradicionales. En el caso del dispositivo FRAME, este «expone» el sujeto a fotografiar mediante unos flashes de luz, cada uno de los cuales está codificado con un identificador único. El objeto en cuestión refleja la luz de estos flashes y el dispositivo captura, en una sola fotografía, las múltiples reflexiones para luego separarlas con una clave de encriptación, que permite extraer cada uno de los momentos de captura gracias a los códigos únicos empleados. Se trata, de hecho, de un funcionamiento similar al utilizado en ciertos sistemas de radiofrecuencia donde todos los usuarios comparten el mismo espectro pero son separados mediante un código único, como algunas versiones del popular Wi-Fi.

Al parecer, una compañía alemana ha desarrollado ya un primer prototipo de esta tecnología, y estiman que en aproximadamente dos años podría estar disponible para otros usuarios.

Más información en la nota de prensa oficial y en artículo publicado en el magazine Light: Science & Applications.

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