Cientistas criam a câmera mais rápida do mundo

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Desde Matrix, o cinema e alguns diretores (alô, Zack Snyder) passaram a usar com frequência o recurso da câmera lenta em Hollywood. Para isso funcionar, você precisa de câmeras muito rápidas, que registram muitos quadros por segundo.

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Um celular moderno pode entregar essa tecnologia, mas com menos potência, por assim dizer. As melhores câmeras lentas em smartphones funcionam geralmente com algumas centenas de quadros por segundo (fps). Câmeras cinematográficas profissionais podem usar alguns milhares para obter um efeito mais suave. Mas estamos falando agora da câmera mais rápida do mundo. Então multiplique esses números. Muitas vezes!

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Engenheiros do Centro de Pesquisa de Telecomunicações INRS Énergie Matériaux, no Canadá, desenvolveram uma câmera que pode disparar a surpreendentes 156,3 trilhões de fps.

A novidade pode capturar eventos que ocorrem na região dos chamados femtossegundos, que correspondem à escala de 10^-15 segundos, ou seja, um quadrilionésimo de segundo.

Para efeitos de comparação, há tantos desses em um segundo quanto segundos em 32 milhões de anos!

Os usos da câmera mais rápida do mundo

Você pode estar se perguntando aí do outro lado: mas pra que uma câmera tão rápida assim se a do meu celular faz um slow-motion tão legal já?
A resposta é simples: porque ela é para uso em laboratório apenas.
Se você quiser ver o que está acontecendo em nanoescala, precisará desacelerar as coisas, até bilhões ou até trilhões de quadros por segundo.
De acordo com o professor Jinyang Liang, autor principal do estudo, a captura de novos fenômenos ultrarrápidos pode ajudar a melhorar campos como a Física, Biologia, Química, Ciência de Materiais e Engenharia.
Para citar um exemplo, a câmera pode registrar coisas como ondas de choque que se movem através da matéria ou de células vivas.
A pesquisa foi publicada na revista Nature Communications.

A equipe do professor Liang com a máquina – Imagem: Divulgação/INRS

Como funciona a câmera mais rápida do mundo?

Os pesquisadores vêm desenvolvendo essa tecnologia desde 2014, quando criaram um sistema chamado fotografia ultrarrápida comprimida (CUP), que poderia capturar 100 bilhões de fps.

De lá para cá, os cientistas atualizaram esse sistema algumas vezes, chegando agora à casa dos 156 trilhões de frames por segundo. A nova tecnologia foi batizada de SCARF – “swept-coded aperture real-time femtophotography”, ou, traduzindo, “femtofotografia em tempo real com abertura codificada por varredura”.

Como já explicamos, ela pode capturar eventos que acontecem muito rápido até mesmo para as versões anteriores da tecnologia.

O SCARF funciona primeiro disparando um pulso ultracurto de luz laser, que passa pelo evento ou objeto que está sendo fotografado. Esse pulso de luz passa então por uma série de componentes que o focalizam, refletem, difratam e codificam, até que finalmente chegue ao sensor de uma câmera de dispositivo de carga acoplada. Isso é convertido, por fim, em dados que podem ser reconstruídos por um computador na imagem final.