Investigadores estadounidenses han logrado desarrollar una cámara basada en nanocables superconductores, capaz de detectar fotones individuales con una definición 400 veces mayor que la disponible actualmente. Su método es escalable y debería hacer posible la creación de sensores con una definición aún mayor y lo suficientemente sensibles como para ver el interior del cerebro.
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Los detectores de fotones individuales son capaces de capturar fotones individuales, pero están limitados a unos pocos píxeles y, a menudo, son bastante grandes. Sin embargo, una nueva cámara, mucho más potente y compacta, podría allanar el camino para muchos avances en diferentes campos. Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (Nist) de Estados Unidos han logrado crear una nueva cámara de fotones con una definición 400 veces mayor que la mejor disponible actualmente.
El dispositivo es un detector de fotón único basado en nanocables superconductores (SNSPD). Esta cámara puede detectar diferentes frecuencias de luz, desde ultravioleta hasta infrarrojo, incluido el espectro visible, y capturar imágenes en picosegundos. Cada píxel está formado por un nanocable enfriado a una temperatura de 0,8 grados Kelvin (-272,35 °C) para que sea superconductor. El nanocable está alimentado de tal manera que pierde su superconductividad cuando es golpeado por un fotón.
Una matriz de elementos calefactores para recopilar los datos.
Conectar individualmente un millón de nanocables enfriados de esta manera sería imposible. Luego, los investigadores intentaron integrar un bus de datos conectado a todos los detectores en una fila o columna, simplificando así el cableado y limitando la cantidad de cables que conectan el dispositivo que recopila los datos a los detectores colocados en un criostato. Sin embargo, este sistema creó mucha interferencia.
Por lo tanto, los investigadores tuvieron la idea de integrar elementos calefactores que se activan cuando el nanocable pierde su superconductividad. Calientan el bus de datos que también es superconductor. El bus pierde su superconductividad en este punto, que puede detectarse y transmitirse. Este sistema permite aislar el bus de datos de los detectores y evitar cualquier interferencia.
Un sistema lo suficientemente sensible como para ver el interior del cerebro
Los investigadores lograron así construir una matriz de detectores de 800 filas por 500 columnas, para una definición total de 400.000 píxeles. Gracias a su sistema de bus de datos y elementos calefactores, el sistema es escalable y debería permitir la creación de cámaras superconductoras de gran formato capaces de detectar una amplia gama del espectro electromagnético.
Este tipo de cámara de alta precisión podría permitir avances en los campos de la computación cuántica, la exploración espacial y las comunicaciones. Sin embargo, el área más prometedora es la imagenología cerebral, que ofrece un sistema no intrusivo que utiliza luz. La cámara sería capaz de detectar la poca luz que pasa por la cabeza, lo que permitiría obtener imágenes de todo el cerebro en tiempo real.