avatar

El Nobel de Física per als inventors del CCD

La Reial Acadèmia de les Ciències de Suècia ha decidit atorgar aquest any el Premi Nobel de Física, amb una dotació de deu mil corones sueques (pràcticament la gens menyspreable quantitat d’un milió d’euros) als inventors dels sensors CCD, base entre moltes altres coses, de les actuals càmeres digitals. D’aquí que fem ressò de la notícia a espaifotografic.cat.

Medalla del Premi NobelEn realitat el premi, com en d’altres ocasions, és compartit per dues parts. Per una banda Charles K. Kao (que s’endurà la meitat de la dotació del premi) per descobrir l’any 1966 que la llum podia passar a través d’unes determinades fibres de vidre, reflectint-se contra les parets interiors de tal manera que no en sortia i podia viatjar confinada dins aquestes fibres al llarg de desenes de quilòmetres sense perdre intensitat. Aquesta va ser la base de la fibra òptica de la qual en sentim a parlar tant.

Kao compartirà el premi amb William S. Boyle i George E. Smith, els inventors dels primers dispositius CCD, l’any 1969.

Kao, Boyle i Smith s’afegeixen a una llarga llista que va començar el 1901 amb el descobridor dels raigs X, Wilhelm Röntgen, i en la qual trobem altres cèlebres científics com Lorentz, Curie (Pierre i Marie), Planck, Bohr, Einstein, Heisenberg, de Broglie, Schrödinger, Fermi, Dirac, Glashow, Weimberg i una gran quantitat de noms que escapen a la temàtica de la nostra pàgina.

Les sigles CCD volen dir dispositiu d’acoblament de càrrega (en anglès Charge Coupled Device) i no és més que una graella de fotosensors, disposats al llarg de files, que no fan més que comptar quants fotons (quanta llum) els arriba. Aquests sensors, converteixen la llum a corrent elèctric. Com més llum rebi un sensor major serà el corrent i, fet important, de forma proporcional: tanta llum, tant corrent (motiu pel qual l’errada de la llei de reciprocitat de la fotografia química desapareix amb el món digital). Quan s’acaba de fer la foto, el corrent elèctric generat per cadascun dels fotosensors de les files del CCD es recollit i mesurat formant una imatge en què cada sensor representa un píxel.

Això, evidentment genera una imatge en escala de grisos, per dir-ho d’alguna manera ja que no deixa de ser una explicació simplificada. Per a enregistrar el color, les cèl·lules fotoelèctriques dels CCD fan servir tres o més píxels per a captar per separat la llum de l’espectre visible al voltant del color vermell, la llum verda i la blava, en forma de sistema RGB.

Tot i que els primers dispositius són de fa 40 anys, no han arribat a la fotografia de forma generalitzada fins fa ben bé una quinzena. Durant els anys en què es van desenvolupar millors sensors el seu ús es limitava pràcticament de forma exclusiva a la ciència.

Una de les principals aplicacions ha estat i és l’astronomia, sobretot per la major sensibilitat dels CCD respecte a les plaques de vidre i la pel·lícula fotogràfica, tot i l’escàs camp abastat pels CCD en comparació als sistemes analògics. Camps com l’astrometria (mesura de la posició dels astres) i la fotometria (mesura de la llum dels astres) es van veure afavorits per la capacitat de realitzar mesures directament amb l’ordinador.

Una altra cosa que va ser més fàcil de fer que abans, és clar, va ser corregir defectes de la imatge: el dark frame i els sistemes de reducció de soroll de les nostres modernes càmeres no són tan innovadors com podem pensar.

 

Comentaris

No estan permesos els comentaris.