Una fotocamera talmente veloce che può mostrare il moto spaziale della luce, in grado di guardare dietro gli angoli e di vedere dentro il nostro corpo senza raggi X. Fantascienza? No, si tratta della femto-camera sviluppata al MIT (Massachusetts Institute of Technology) dal team del professor Ramesh Raskar.
"Femtofotografia" è un termine riferito alla cattura di immagini ad altissima velocità (un femtosecondo corrisponde a un milionesimo di miliardesimo di secondo). Prima che il professor Raskar la applicasse ad oggetti tridimensionali, il termine era stato usato soltanto per procedure sperimentali proposte in esperimenti di fisica nucleare.
L'innovativo sistema di fotografia sviluppato dai ricercatori funziona proiettando una serie di 12 o più pulsazioni laser ogni femtosecondo: questa luce rimbalza sugli ostacoli come l’illuminazione di una torcia, raggiunge gli obiettivi da fotografare e poi rimbalza indietro per essere infine elaborata dal software integrato sulla fotocamera.
Con questa tecnica la fotocamera è in grado di individuare la forma di un oggetto al di fuori del suo campo visivo diretto, usando un muro o una porta come una specie di “sponda”.
Il risultato finale rappresenta un’immagine 3D dell’oggetto o della persona nascosti alla vista diretta dell’osservatore, e questo si ottiene senza usare alcuna nuova teoria fisica, ma solo tecnologie laser, fotografiche e informatiche che, migliorando costantemente, permettono di applicare teorie già note per progetti innovativi.
Secondo gli sviluppatori sarà già possibile realizzare un sistema portatile di femtofotografia nel giro di un paio d’anni e gli utilizzi che si potranno fare di questa tecnica sono innumerevoli.
Si potranno creare macchine che evitano collisioni con qualunque cosa stia dietro l’angolo; o cercare sopravvissuti in situazioni di pericolo guardando la luce riflessa attraverso le finestre aperte; oppure essere un aiuto in campo medicale, per costruire endoscopi in grado di vedere dentro al corpo, e anche cardioscopi.
Presentando il proprio lavoro alla conferenza TED Global 2012 Raskar ha mostrato un esempio su una comunissima bottiglietta contenente una bibita, che ha letteralmente lasciato a bocca aperta gli spettatori.
Ma cerchiamo di capire meglio come funziona questa nuova tecnologia, sull'esperimento proposto.
Se si prende un puntatore laser e lo si accende e spegne in un trilione di secondo (pari a vari femtosecondi) si crea un pacchetto di fotoni ampi quasi un millimetro, e quel pacchetto di fotoni, quel "proiettile", viaggeranno alla velocità della luce, un milione di volte più veloce di un comune proiettile. Ora pensate di prendere quel proiettile e questo pacchetto di fotoni e spararli in una bottiglia.
L’impulso entra nella bottiglia: un pacchetto di fotoni inizia ad attraversarla e a diffondersi all’interno, un po’ di luce invece si spande sul tavolo. Molti fotoni alla fine raggiungono il tappo per poi esplodere in varie direzioni.
Quello che gli scienziati fanno è inviare quel proiettile, quel pacchetto di fotoni, milioni di volte, e registrarlo ogni volta con una sincronizzazione molto intelligente.
Si possono prendere tutti i dati non elaborati e trattarli con modalità interessanti, per ricreare un oggetto al computer che riproduca il contenuto della bottiglia.
Immaginate: in futuro, quando la tecnologia femto sarà incorporata nella fotocamera del vostro cellulare, sarete in grado, al supermercato, di verificare se un frutto è maturo senza toccarlo, ma semplicemente scattando una fotografia.
