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La capacidad de capturar eventos en un trillonésimo de segundo abre puertas para avances significativos en la fabricación de electrónicos eficientes y energía limpia.
Investigadores de la East China Normal University han desarrollado un método de imagen revolucionario capaz de capturar eventos que ocurren en un trillonésimo de segundo.
La nueva técnica, denominada CST-CMFI (imagen de femtosegundo por modulación coherente espectro-temporal comprimida), permite observar fenómenos ultrarrápidos con una claridad sin precedentes. El avance posibilita que los científicos filmen procesos antes invisibles, como el movimiento de electrones y la formación de plasma en tiempo real.
A diferencia de las tecnologías anteriores, que registraban solo cambios de brillo, esta innovación logra captar alteraciones en la estructura interna de los objetos.
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Al registrar la fase de la luz — que indica cómo se curva o cambia de velocidad al pasar por materiales —, la cámara proporciona una imagen mucho más completa de la materia. El sistema funciona en una única medición, lo que es fundamental para estudiar eventos que no pueden ser repetidos en laboratorio.
Funcionamiento de la tecnología de captura ultrarrápida
El sistema utiliza un pulso de láser especial que vincula diferentes longitudes de onda a momentos específicos en el tiempo. Cuando este pulso interactúa con un evento que dura solo un trillonésimo de segundo, la luz dispersada lleva información espacial y espectral detallada.
Estos datos se comprimen en una única imagen y posteriormente se procesan por una red neuronal informada por física para reconstruir la escena.
El resultado final del procesamiento es una secuencia de cuadros que forma una película ultrarrápida, capturada en una única toma. Esta capacidad de transformar fenómenos transitorios en videos detallados permite analizar la evolución completa de reacciones químicas que reorganizan átomos a velocidades extremas.
La técnica combina mapeo de espectro de tiempo con imágenes de modulación coherente, preservando detalles finos que se perderían en métodos tradicionales.
Aplicaciones prácticas y el futuro de la ciencia de materiales
Durante las pruebas, los científicos utilizaron el método para observar la formación de plasma en el agua tras un disparo de láser de femtosegundo. Comprender este proceso en un trillonésimo de segundo puede mejorar procedimientos médicos basados en láser y tecnologías de fabricación avanzada.
El equipo también estudió la dinámica de portadores de carga en el seleniuro de zinc (ZnSe), lo que es esencial para el desarrollo de electrónicos más rápidos y eficientes.
La sensibilidad de las mediciones de fase reveló variaciones sutiles incluso cuando no había cambios significativos en la intensidad de la luz. En el futuro, los investigadores planean aplicar la tecnología para estudiar transiciones de fase y dinámicas de interfaz en materiales semiconductores.
Además, el grupo pretende integrar el CST-CMFI con la fotografía ultrarrápida compresiva para separar información temporal y espectral, ampliando aún más las posibilidades de uso de esta cámara revolucionaria.
Haz clic aquí para acceder al estudio.
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