¿Qué se necesitaría para consolidar la tecnología que detecta diferentes longitudes de onda de la luz haciendo una sola unidad para ver todo el espectro?

Primero, comprendamos cómo detectamos realmente las ondas EM. Por lo general, las ondas electromagnéticas interactúan con las cargas eléctricas dentro de nuestros detectores. Básicamente, cuando una onda EM golpea un detector, los campos eléctricos y magnéticos oscilantes empujan a los electrones y podemos medir los cambios en los voltajes que resultan.

Entonces, lo que necesitamos en un detector es la capacidad de interactuar con la radiación EM entrante. El mayor problema aquí es que los tamaños y las energías de las longitudes de onda entre la radio de onda larga y los rayos gamma son muy diferentes. No hay un límite estricto para la longitud de onda más corta o la onda EM de longitud de onda más larga, pero solo usando el diagrama en su pregunta puede ver las longitudes de onda más largas enumeradas en [math] 10 ^ {8} m [/ math].

¡Esa es una longitud de onda de 100,000 km! Incluso en el borde más corto de este espectro tiene longitudes de onda que pueden ser de un km de largo. Los anteojos que tengan quizás 0.1 m de tamaño serían demasiado cortos para interactuar con estas longitudes de onda más largas. Entonces, en las longitudes de onda más largas, nuestro dispositivo está limitado por su pequeño tamaño.

En las longitudes de onda más cortas, el problema es que las ondas EM tienen una energía extremadamente alta y tienden a penetrar la mayoría de la materia. Sabemos que los rayos X pueden atravesar su cuerpo y los rayos gamma aún más. Esto hace que sea difícil interactuar con ellos y aún más difícil enfocar la radiación entrante en una imagen. Hay satélites de detección de rayos gamma en órbita, como el telescopio espacial de rayos gamma Fermi, y así es como se ven sus espejos:

Tienes espejos largos y anidados donde los rayos gamma entrantes golpean en ángulos de mirada para enfocarlos. Si entraran en ángulos más pronunciados, simplemente pasarían por el espejo. Entonces, para detectar estas ondas EM de alta energía, te quedas con un gran aparato de enfoque voluminoso que puede dar golpes de luz a la radiación entrante.


Sin embargo, si estaba dispuesto a limitar el rango de detección de IR a UV, entonces podría ser factible. Las energías y las longitudes de onda involucradas nos permiten detectar la radiación en un factor de forma que podría ser portátil. Ciertamente, hay cámaras IR de larga longitud de onda disponibles comercialmente.

Y los rayos UV también son posibles.

Muchos sensores CCD de producción común ya son sensibles a los rayos UV e IR casi visibles.

Si quisiera ver “todo”, necesitaría algo muy grande y posiblemente usaría diferentes sensores para ver diferentes partes del espectro EM. Para la radio podría tener que ser monstruosamente grande. Algo como esto:

El problema sobre el que pregunta es uno de fusión de sensores, específicamente fusión de imágenes. Tiene varias facetas:

  • Recolección de datos . Algunos segmentos del espectro son más o menos simples: el infrarrojo profundo al ultravioleta se puede “detectar” utilizando imágenes de plano focal semiconductor (como en la cámara) o escaneando imágenes de forma mecánica (por ejemplo, utilizando prismas o espejos giratorios) o de alguna otra manera (por ejemplo cambiando el índice de refracción en una celda por ondas acústicas o campo eléctrico) escanee la escena mientras usa algún tipo de sensor de “punto”. Pero, ¿qué vamos a hacer con las ondas de radio largas? Para tener una resolución angular decente, una “cámara” (radiotelescopio en este caso) debe tener una apertura mucho mayor que la longitud de onda de la radiación utilizada (ver El límite de difracción de un telescopio). Los rayos X y los rayos gamma también son difíciles (pero no imposibles) de visualizar, si no le molestan los aparatos voluminosos. Ver astronomía de rayos gamma y artículos a los que se hace referencia.
  • Visualización de datos . Solo vemos en el espectro visible (¡duh!), Por lo que las imágenes recopiladas por todos estos instrumentos deben convertirse en el espectro que percibimos. Los conocidos “colores falsos” entran en juego. Pero, si usamos algo de color para representar, digamos, 511 keV gamma (resultado de la aniquilación de electrones-positrones), ¿cómo podemos distinguir eso de la luz real de ese color? Esto nos lleva a
  • Imagen de fusión (o síntesis) . Aquí representamos objetos en una gama de colores arbitraria y seleccionamos parte del espectro para usar en función de la cantidad de información (en el contexto particular) que revela. Esto debe hacerse dinámicamente, a medida que cambian las circunstancias, y una de las entradas es nuestra intención (por ejemplo, ¿buscamos un rango largo o una resolución fina; queremos saber sobre temperatura o densidad? Etc.).

Entonces, olvídate de los “anteojos hiper-ultra-superespectrales”. Sin embargo, en una forma mucho más limitada, esta técnica se usa, por ejemplo, en aplicaciones aeroespaciales de visión aumentada.

Hola coltyn

Su pregunta es sobre la luz , esa es la parte visible del espectro. Entonces una cámara haría lo que le pides.

Sin embargo, probablemente quiere decir que está buscando un dispositivo que también “vea” más allá del espectro visible (más allá de la luz) … O mejor dicho … Permítanos a los humanos ver todo eso.

Creo que nos volveríamos locos. Estoy tan feliz de no ver todo tipo de olas … ¡Debe ser un mundo ocupado por ahí!



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