Câmera quântica consegue fotografar objetos que não estão visíveis

Quando você olha para aquelas imagens da Terra fornecidas pela NASA,
em que é possível ver claramente todos os continentes e até as cidades
iluminadas à noite, você não está olhando para uma única foto, mas para
um mosaico de centenas de milhares de fotos, montadas por precisos
programas computador.

Afinal, na maior parte do tempo, a maior parte do globo está coberta
por nuvens. E as câmeras dos satélites não conseguem "ver" através das
nuvens. Ou pelo menos não conseguiam.

A câmera quântica capturou esta imagem de um soldadinho de brinquedo sem utilizar nenhum fóton que tenha se refletido no objeto.[Imagem: University of Maryland/APS]

Câmera fotográfica quântica

Cientistas acabam de demonstrar o funcionamento de uma câmera
fotográfica quântica, que poderá ser utilizada para fazer fotos de
objetos não visíveis diretamente. Quando totalmente desenvolvida, ela
poderá ser utilizada em satélites artificiais para fotografar a
superfície da Terra mesmo quando estiver coberta por nuvens.

Depois de décadas publicando artigos científicos com toda a
fundamentação teórica, os pesquisadores agora conseguiram produzir um
protótipo da máquina fotográfica quântica, demonstrando que ela é capaz
de capturar as chamadas "imagens fantasmas", um processo também
conhecido como fotografia quântica.

Estado emaranhado de dois fótons

Uma câmera digital normal forma a imagem em seu sensor CCD
capturando os fótons que se refletem no objeto fotografado e atingem
sua lente. A câmera quântica, ao contrário, registra os fótons que não
atingem o objeto, mas que estão vinculados àqueles que atingem por meio
de um efeito quântico chamado estado emaranhado de dois fótons.

A imagem coletada, vista acima, é de um soldadinho de brinquedo. A
fonte de luz que ilumina o brinquedo foi dividida em dois feixes, um
apontando para o brinquedo e o outro para a câmera digital. Próximo ao
soldadinho foi colocado um contador de fótons, capaz de detectar apenas
os fótons que se refletiam nele.

Algumas vezes, aleatoriamente, a fonte de luz dá origem a fótons
extremamente similares em termos quânticos. E pode acontecer que esses
fótons sejam separados pelo aparato que divide a luz em dois feixes,
indo um deles para o objeto e o outro para a câmera.

O efeito quântico do emaranhamento desses dois fótons garante que
haverá uma relação direta entre o ponto onde um deles atingirá o objeto
e o ponto onde o outro atingirá o sensor da câmera, permitindo a
reconstrução da imagem.

O que a câmera quântica faz é utilizar apenas esses fótons para
formar a imagem, descartando os demais. Isso é feito comparando cada
fóton detectado pelo sensor da câmera e verificando se ele – na
verdade, seu "irmão gêmeo" – também sensibilizou o contador de fótons.

 

Origem: Inovação Tecnológica

 
Marcelo Peres
Editor do Guia do CFTV

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