El viaje de un haz de luz en un nanosegundo [VÍDEO]

15 marzo 2016



Antes de continuar párate un momento a ver la imagen sobre estas líneas. Lo que ves es un pequeño pulso de luz viajando por el interior de una botella de plástico. La escena entera dura alrededor de un nanosegundo, pero ha sido capturada por las cámaras más rápidas del mundo, las que ha construido el equipo de Ramesh Raskar en el MIT. En concreto, la cámara es capaz de capturar imágenes a una velocidad de 10.000 millones de frames por segundo, lo que le permite registrar el avance de la luz por el espacio, como si fuera una grabación de una bala a cámara superlenta. Solo que más a lo bestia: si utilizase esta misma cámara para grabar la trayectoria de una bala, la reproducción del vídeo (ver cómo entra y llega hasta el tapón) nos llevaría un año de nuestro tiempo.

No es lo único dato espectacular que cuenta Raskar en la siguiente charla TED, que dio en 2012. Su equipo trabaja en el desarrollo de un sistema que permitirá fotografiar objetos ocultos detrás de las esquinas, con las posibilidades médicas que esto nos daría. Recomiendo sentarse y no perder detalle de la cantidad de datos alucinantes que nos propone el científico en esta exposición. Una gozada.



* Actualización 16 h: Para los que me preguntan cómo es posible algo así si nada puede ser más rápido que la luz, tenéis más info sobre la femto-fotografía en la web de Raskar en el MIT. Por lo que leo, el truco consiste básicamente en hacer muchas exposiciones pequeñitas y juntarlas después mediante un programa matemático (no habría manera de que hubiera suficiente luz en la foto si no usaran algún tipo de software). Mediante un sistema de espejos, dirigen la cámara a distintos puntos del objeto y capturan una película para cada uno y después las juntan. Por eso se puede obtener un resultado como ése, aunque eso no le resta mérito.

Aquí tenéis el vídeo concreto. Yo tampoco entiendo por qué aparece Coca Cola si no es un experimento patrocinado.



10 Respuestas ( Deja un comentario )

  1. Warren Keffer dijo...
  2. WTF, patrocina cocacola o qué :P

  3. raul dijo...
  4. Tiene muchos errores la simulación, porque es una simulación, lo dicen claro.

    Datos:
    La luz viaja a unos 299.72 millones de metros por segundo.
    Eso significa que en atravesará la botella de CocaCola de 1/2L, unos 30cm, en 1ns

    Si la luz tarda tanto en llegar al final de la botella, también tardaría muchísimo en llegar a la mesa incluso a la cámara.
    Es una simulación, lo dicen, a Base de mandar pulsos ultracortos de laser, muchos, me imagino que muchos por fotograma, y luego por desfase, reconstruirlo por ordenador

    La luz, si tarda en avanzar tanto, también tardaría en llegar a la mesa a la cámara, etc.

    Para que cuadrara esta simulación el indice de refracción del líquido del interior de la botella debiera de ser por lo menos 300 o 1000, es decir que la velocidad de la luz en esa botella fuese entre 300 veces y 1000 veces más lenta que en el vacío.

  5. Antonio Martínez Ron dijo...
  6. # Pues mira, justo ahora acababa de actualizar ;)

  7. Anónimo dijo...
  8. @raul

    Evidentemente, la luz que vemos es la que estaba pasando por la botella hace unos cuantos frames, que rebotó en las partículas de agua/líquido y salió despedida hacia los objetivos de las cámaras.

    En el momento en el que ves el pulso de luz, tienes que pensar que en realidad en ese momento está mucho más alante (más o menos, la distancia de la botella a las cámaras). Como cuando oyes un trueno y sabes que el rayo cayó hace unos segundos porque viste la luz, pero a una escala de tiempo mucho menor...

    Así que no creo que sea un error.

    Saludos

  9. raul dijo...
  10. Me refiero sobre todo a la dispersión de la luz en el medio, en el propio líquido, y la iluminación de la mesa, piensalo un poco y verás que no.

    Más pareciera que han puesto una simple bombilla dentro de la botella desplazandola.

  11. Diego Gutierrez dijo...
  12. Raúl: soy Diego Gutiérrez, uno de los autores del trabajo. No, no es una simulación. Es captura real de datos, procesados para poder ser visualizados y entendidos por un ser humano. Es distinto reconstruir datos capturados para mostrar una imagen (igual que las imágenes que ves de galaxias lejanas han sido procesadas para poder verlas bien, ya que no son simples fotos en color), que hacer una simulación.

    Tampoco hemos puesto una bombilla y la hemos desplazado. Tiene todos los detalles técnicos aquí:

    http://giga.cps.unizar.es/~ajarabo/pubs/femtoSIG2013/

    Saludos!

  13. Antonio Martínez Ron dijo...
  14. Qué bueno que comentes, Diego. A mí lo que me intriga es lo de Coca cola, ¿por qué aparece la marca en los vídeos?

    Saludos

  15. Diego Gutierrez dijo...
  16. Antonio: no hay ninguna razón en realidad. Se usó una botella de coca-cola com se podía haber usado cualquier otra cosa. no hubo patrocinio :)

  17. Antonio Martínez Ron dijo...
  18. Gracias, Diego. Es un tema fascinante, enhorabuena por el trabajo. Entonces, si no entiendo mal, se trata de miles de capturas individuales agregadas por un software para reconstruir esa imagen, no?

    Saludos

  19. Diego Gutierrez dijo...
  20. Es un poco más complejo que eso. Sí que son capturas individuales "recompuestas" luego; pero no capturamos imágenes normales, sino que que capturamos el tiempo de llegada de cada fotón individual, codificado en el je Y del sensor, a partir de lo cual podemos reconstruir el camino que ha recorrido. Luego además tenemos que rectificar los tiempos, porque bien indica Raúl hay un tiempo extra que es lo que tarda el fotón en llegar de la botella a la cámara... Esto tiene el interesante efecto de que la cámara captura en realidad los eventos en orden distinto a como ocurren en el mundo real!

    En la web que os he puesto hay varios vídeos. El llamado Time Warping explica este efecto, creo que bastante bien

    Saludos!