Cientistas desenvolvem câmera que captura 4,4 trilhões de frames por segundo

No século XIX, o fotógrafo Eadweard Muybridge chocou o mundo com a beleza dos seus estudos sobre o movimento dos cavalos.

Haveria um instante, durante o galope, em que os quatro cascos do animal deixavam de tocar o chão? Muybridge respondeu a essa pergunta com a famosa sequência de fotos que capturava os vários estágios desse movimento.

Mais de 100 anos depois, cientistas das universidades de Tóquio e Keio no Japão continuam essa busca pelos instantes fugazes do mundo natural com uma câmera capaz de registar fenómenos tão rápidos quanto a condução do calor por um material.

Batizada de STAMP (Sequentially Timed All-optical Mapping Photography – algo como “fotografia de mapeamento óptico sequencialmente cronometrada”), essa máquina produz uma sequência de imagens com uma resolução de 450x450 pixels.

Pode parecer pouco, mas o intervalo de tempo entre a captura de cada um desses frames é de cerca de 100 femtosegundos, ou seja, menos do que um trilionésimo de segundo. Por outras palavras, essa câmera é mais de 36 bilhões de vezes mais rápida que um iPhone 5s.

O método de captura não nada convencional. Em vez de realizar uma sucessão de exposições que ocupam toda a área do sensor de imagem, o STAMP usa um sistema óptico inovador que conduz os raios de luz de modo que atinjam áreas diferentes do sensor em intervalos determinados.

Essencialmente, eles estão a trocar a resolução por frame rate. Como é a própria propagação da luz que determina o intervalo entre os quadros, essa câmera não é limitada por nenhum efeito mecânico (como é o caso do obturador nas DSLR comuns) ou eletrônico.

Como os próprios pesquisadores notam, já existe um método de geração de imagem que oferece mais resolução e é tão rápido quanto o STAMP. Essa técnica é chamada de “pump probing”. No entanto, ela depende da comparação entre uma série de amostragens para formar a imagem.

Simplificando, isso quer dizer que a vantagem do STAMP sobre o “pump probing” está no fato de que ele pode capturar fenómenos que não são facilmente reproduzíveis. Além disso, o STAMP é tão flexível quanto uma câmera convencional, podendo ser adaptado para registar processos microscópicos e macroscópicos. [info]