Um grupo de investigadores do INESC TEC está a desenvolver um protótipo de câmara quântica capaz de ver o invisível. Mas o que significa isto na prática? É que este protótipo vai ser capaz de captar informações no infravermelho (IR) sem que para isso necessite de câmaras de infravermelho, que, para além de caras – custam centenas de milhares de euros -, têm limitações técnicas – como baixa resolução, baixa velocidade ou muito ruído.
Esta nova solução poderá ter impacto em áreas como a saúde – ao possibilitar a deteção de biomarcadores -, ambiente – por conseguir, por exemplo, identificar microplásticos, analisar plumas de gases ou fazer prospeção de minerais – e até na defesa – ao permitir a deteção de explosivos.
A técnica utilizada para que isto seja possível chama-se imagem com Fotões não detetados (IFND/IUP) e pressupõe que um fotão no infravermelho interaja com a amostra, mas a imagem é reconstruída a partir do “gémeo” desse fotão, que está no visível e que não interagiu com a amostra.
“Hoje em dia, para que se consiga “ver” aquilo que os nossos olhos não conseguem, usamos câmaras que captam radiação no infravermelho (IR). A questão é que estamos a falar de equipamentos extremamente caros, com resolução inferior às câmaras visíveis e que precisam de sistemas de arrefecimento para reduzir o “ruído da imagem”. O protótipo que vamos desenvolver vai permitir a obtenção de imagens do IR usando câmaras comuns, ou seja, visíveis, que, para além de muito mais baratas, apresentam maiores níveis de estabilidade”, explica Tiago Ferreira, investigador do INESC TEC responsável pelo projeto HyperQulm, onde será desenvolvido este protótipo.
A grande inovação proposta por este projeto está na utilização de física quântica e de ótica adaptativa para criar um sistema compacto, mais robusto e com imagens de melhor qualidade.
“Do ponto de vista de avanço na ciência, nós pretendemos levar a técnica de imagem com fotões não detetados além do laboratório, porque vamos juntar-lhe modelação da frente de onda (wavefront shaping) e varrimento espectral ativo”, explica o investigador.
Vamos por partes para que melhor se compreendam estes avanços científicos.
Primeiro, a questão da modelação da frente de onda. Importa explicar que quando a luz atravessa meios difíceis – como tecidos biológicos, ambientes com turbulência, materiais que espalham a luz -, a frente de onda da luz fica “desorganizada”, como se fosse um espelho deformado. “Ora, a modelação da frente de onda usa ótica adaptativa e algoritmos para corrigir essas distorções em tempo real, permitindo recuperar imagens mais nítidas mesmo em condições adversas”, explica Tiago Ferreira.
Depois, onde entra o varrimento espectral ativo? “Significa mudar o comprimento de onda do fotão de forma controlada, como se fosse “rodar um botão” para explorar diferentes cores do infravermelho. Isto permite construir uma imagem hiperespectral: não só uma fotografia, mas também informação química, porque cada material absorve a luz de maneira diferente em cada faixa do espectro”, esclarece o investigador do INESC TEC.
Assim, esta técnica de imagem com fotões não detetados deixa de ser apenas uma curiosidade laboratorial e passa a ser uma ferramenta robusta, portátil e aplicável no mundo real, em áreas como as já referidas (saúde, ambiente, defesa ou até na indústria).
Estima-se que o protótipo esteja pronto em março de 2027. O HyperQulm é um dos vários projetos que o INESC TEC viu aprovados, em 2025, no Concurso de Projetos Exploratórios da Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT).
O investigador mencionado na notícia tem vínculo ao INESC TEC.
Notícias, atualidade, curiosidades e muito mais sobre o INESC TEC e a sua comunidade!
