Il-Trafiletto
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04/12/13

Un singolo fotone per fare luce al buio!

Basta un singolo fotone per fare luce al buio! Che fare dei visori termici o delle lenti all'infrarosso, quando per fare luce al buio, da oggi in poi, sarà sufficente avere solo un pò di fotoni a portata di mano. Tutto ciò grazie all'ingegno con cui un'équipe del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge, ha messo in atto un algoritmo di imaging con il quale si potrà essere in grado di ottenere immagini ultra-risolute di oggetti poco illuminati: vi starete chiedendo come sarà mai possibile, di certo il trucco c'è ma non si vede!
Ebbene si, come raccontano i ricercatori su Science, il vero trucco è quello di “cucire” matematicamente insieme le informazioni estratte da singole particelle di luce emesse da un laser, per poi essere riflesse e registrate da un rivelatore a stato solido.
Immagini ultra-risolute di oggetti poco illuminati

Grazie a questo lavoro, sostengono gli scienziati, sarà possibile conoscere meglio come funzionano materiali biologici “fragili”, come l'occhio umano – che può essere danneggiato o addirittura distrutto da illuminazioni troppo potenti – o sviluppare nuovi sistemi di sorveglianza da usare in ambito militare e civile. Per ricostruire immagini dettagliate di oggetti bui, l'ingegnere elettrico Ahmed Kirmani e la sua équipe hanno sviluppato un algoritmo che tiene conto delle correlazioni tra punti vicini di un oggetto colpito da fotoni. Nel set-up sperimentale, degli impulsi a bassa intensità emessi da un laser scansionano l'oggetto da riprendere.

Il raggio viene indirizzato verso un punto preciso e tenuto acceso finché un singolo fotone, riflesso dall'oggetto, non colpisce il rivelatore. Ogni punto illuminato corrisponde a un pixel nell'immagine finale, e i tempi di arrivo delle particelle forniscono informazioni dettagliate sulla struttura tridimensionale dell'oggetto. Con estrema precisione, a quanto pare: “La quantità di dati che si possono estrarre con quest'approccio è quasi incredibile”, commenta il fisico sperimentale John Howell, della University of Rochester di New York, non coinvolto nello studio.

Dal momento che il laser utilizzato nel set-up emette luce di una singola lunghezza d'onda, la tecnica per ora permette di produrre soltanto immagini monocromatiche, ma è comunque possibile distinguere tra materiali diversi in base al tasso di riflessione dei fotoni da parte dell'oggetto. In media, infatti, regioni più scure riflettono meno fotoni rispetto ad aree più chiare. In ogni caso, gli scienziati hanno dichiarato di riuscire a produrre immagini tridimensionali ad alta risoluzione usando un totale di circa un milione di particelle. Tanto per fare un confronto, una foto di qualità analoga scattata con un telefono cellulare ne richiederebbe almeno qualche centinaia di migliaia di miliardi.

19/10/13

Le lune di Marte sono sovrapposte! Un'inusuale eclissi marziana

Le lune di Marte sono sovrapposte! Un'inusuale eclissi marziana. Questa meraviglia dell'universo è il regalo di Curiosity, il SUV della Nasa da 900 kg che risulta essere un vero e proprio laboratorio scientifico che scorrazza sul suolo del pianeta Marte da quasi un anno, fornendoci immegini, video e curiosità altrimenti sconosciute del tanto enigmatico pianeta rosso.
Sono ben 41 le immagini scattate in sequenza rapida dalla giusta posizione il 1 agosto scorso, che ci fanno osservare una delle lune di Marte, Phobos per l'esattezza la più grande delle due, che passa sovrapponendosi davanti alla seconda dal nome Deimos.
Marte, il pianeta rosso, chissà perchè tale nickname, forse per il suo colore che ricorda quello del sangue, è stato identificato con il dio greco della Guerra. Conseguentemente le sue due piccole lune, venute ad essere scoperte soltanto nel lontano 1877, sono state chiamate Phobos e Deimos, due figli del dio Marte e della dea Venere: Paura e Terrore.
Le due lune sono poco più che dei giganteschi sassi, con ogni probabilità degli asteroidi catturati dalla gravità del pianeta mentre gli passavano vicino, come una biglia di ferro che passi vicino a una calamita. Phobos ha un raggio di soli 11 chilometri mentre Deimos di 6.
Phobos e Deimos

Entrambe orbitano molto vicine a Marte, 9.000 e 23.000 chilometri rispettivamente, questo spiega perché, pur così piccole, appaiono alquanto grandi nel filmato in cui viene usato un obiettivo normale. Per fare un confronto la nostra Luna ha un raggio di 1.738 chilometri e sta a oltre 384.000 da noi. Il video è senz'altro una divertente curiosità, al momento unica, ma ha un valore scientifico notevole, dato che permette di calcolare al meglio le orbite dei due satelliti, capire quanto siano densi e quindi di cosa sono fatti, ma soprattutto capire meglio quali maree provocano su Marte. Quando diciamo marea infatti pensiamo sempre al mare, ma anche nel caso della Terra la Luna esercita un'attrazione anche sulla parte solida del nostro pianeta, che si "stira" o meno a seconda dell'azione del nostro satellite. Egualmente accade su Marte anche se i satelliti sono molto più piccoli, ma più vicini. Un dato importante per capire meglio che succede sul pianeta rosso dove, sempre più, gli americani vogliono sbarcare prima possibile con degli astronauti. Passeranno notti al chiaro di due lune.
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