16/02/2026 - 13:01
O que antes era considerado um limite intransponível para a tecnologia de imagem foi superado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech). Utilizando uma técnica inovadora chamada Fotografia Comprimida Ultrarrápida Sensível à Fase (pCUP), cientistas conseguiram registrar a luz movendo-se no espaço a uma velocidade de 300.000 quilômetros por segundo. O feito não é apenas uma curiosidade visual, mas uma ferramenta que promete revolucionar a física e a medicina.
Resumo:
Velocidade recorde: a câmera é capaz de capturar 1 trilhão de quadros por segundo, permitindo visualizar fótons em deslocamento.
Tecnologia pCUP: diferentemente das câmeras convencionais, o dispositivo combina imagens de uma fenda de varredura com cálculos matemáticos para reconstruir o movimento.
Aplicações práticas: a técnica será utilizada para estudar como a luz interage com tecidos biológicos e para o desenvolvimento de computadores ópticos.
Fenômenos invisíveis: pela primeira vez, é possível observar em detalhes “estrondos sônicos” de luz e a propagação de ondas de choque em meios transparentes.
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Capturar a luz em movimento é um desafio logístico extremo. Para se ter uma ideia, em um nanossegundo (um bilionésimo de segundo), a luz percorre apenas 30 centímetros. Câmeras tradicionais de alta velocidade operam na casa dos milhares ou milhões de quadros, o que as torna “lentas” demais para observar partículas de luz (fótons).
Como funciona a “supercâmera”
A inovação do Caltech, liderada pelo professor Lihong Wang, utiliza um sistema que não apenas registra a intensidade da luz, mas também sua fase. Isso permite que a câmera “enxergue” objetos transparentes, como vidro ou células vivas, e observe como a luz se comporta ao atravessá-los.
Diferente de experimentos anteriores que exigiam que o fenômeno fosse repetido milhares de vezes para criar um vídeo (como um stop-motion), a pCUP captura o evento em uma única passagem (single-shot). Isso é vital para estudar fenômenos não repetíveis ou extremamente instáveis em nível molecular.
“Esta tecnologia abre uma nova janela para o mundo físico. Podemos agora observar processos biológicos e físicos que ocorrem em escalas de tempo que eram, até então, invisíveis para a ciência.”
Lihong Wang, pesquisador do Caltech
Impacto na medicina e na computação
O impacto imediato desta descoberta está na área da saúde. Ao visualizar como a luz se dispersa dentro do corpo humano, médicos podem aprimorar diagnósticos por imagem e tratamentos a laser, tornando-os menos invasivos e mais precisos.
Na computação, o registro do movimento da luz auxilia no design de processadores ópticos, que utilizam fótons em vez de elétrons para transmitir dados, prometendo máquinas milhares de vezes mais rápidas e eficientes que as atuais. O avanço da Caltech não apenas fotografa o invisível, mas pavimenta o caminho para a próxima geração de tecnologias globais.
Especificações técnicas:
O dispositivo desenvolvido pelo laboratório do professor Lihong Wang representa o estado da arte na fotografia de femtossegundos. Abaixo, os detalhes técnicos que permitem o registro da luz:
Taxa de Captura: até 1 trilhão de quadros por segundo (10¹² fps). Em configurações específicas, versões avançadas da tecnologia podem atingir 10 trilhões de fps.
Tecnologia Base: pCUP (Phase-Sensitive Compressed Ultrafast Photography). Combina a rapidez da câmera de varredura (streak camera) com a precisão da imagem sensível à fase.
Método de Aquisição: Single-shot. diferentemente de tecnologias anteriores, ela captura eventos transientes em tempo real com um único disparo de laser, sem necessidade de repetições.
Resolução Temporal: escala de femtossegundos (10⁻¹⁵ segundos). Tempo suficiente para observar o deslocamento de fótons e a formação de frentes de onda de choque lumínicas.
Funcionalidade Óptica: capacidade de captar objetos transparentes e mudanças no índice de refração de meios líquidos e gasosos, o que permite visualizar a luz atravessando tecidos biológicos.
Processamento de Dados: utiliza algoritmos de reconstrução comprimida. A câmera condensa dados espaciais e temporais em uma única imagem 2D bruta, que é posteriormente processada por software para gerar o vídeo final.
