Las cámaras rapatrónicas son un diseño fotográfico que se empleó durante la carrera nuclear para documentar con una precisión ridícula el comportamiento de las pruebas nucleares que realizaban Estados Unidos o la Unión Soviética. Este artefacto era tan preciso que podía realizar exposiciones de tan sólo 10 nanosegundos, dando pistas vitales sobre el funcionamiento y comportamiento de las bombas nucleares.
La imposibilidad de usar elementos mecánicos
La cámara rapatrónica fue diseñada por Doc Edgerton y realiza exposiciones de 10 nanosegundos, lo que equivale a hacer una fotografía a una velocidad de obturación de 1/1.000.000.000 a una velocidad de 'una mil millonésima de segundo'. Es una velocidad tan ridículamente alta que un espejo y un obturador simplemente se desintegrarían si tuvieran que desplazarse a esta velocidad.
Lo curioso de estas cámaras es que no emplean elementos mecánicos como nuestras réflex, sino que se sirven de la polarización de la luz para crear un 'obturador electromagnético'. Este obturador se consigue gracias a la polarización de la luz, que no es más que ondas electromagnéticas que podemos ver con nuestros ojos. Como onda electromagnética, los cambios electrostáticos del medio por el que se propaga que es el aire, hace que se comporte de forma diferente.
La ciencia detrás de las cámaras rapatrónicas
Polarizadores
Para empezar, dispondremos dos filtros polarizadores juntos (como un sandwich) actuando en un ángulo de 90º para bloquear la totalidad de la luz. La ciencia es la misma que con nuestros filtros de densidad neutra variables, ya que girando los filtros se generan variaciones en el ángulo de actuación, siendo el ángulo de 90º el que más luz bloquea y el de 0º el que no bloquea nada de luz.
Para comprender el efecto, hay que saber que la luz no queda bloqueada directamente con un solo filtro polarizador, sino que necesitamos dos a 90º para que la luz quede bloqueada.
Célula Kerr
Entre el primer filtro polarizador y el segundo se introduce una célula Kerr, que no son más que dos electrodos de cobre inmersos en nitrobenzeno que permite variar el campo electromagnético entre el primer y el segundo polarizador. Es decir estamos 'doblando' la dirección de la luz, ya que si la luz pasa sin cambios por el primer polarizador dispuesto a 0º y se queda bloqueada por el segundo polarizador dispuesto a 90º, la solución es hacer que la luz cambie de dirección de 0º a 90º entre el primer y el segundo polarizador.
El funcionamiento del obturador electromagnético
Para que la célula Kerr funcione y sea capaz de 'doblar' la dirección de la luz tiene que tener un impulso eléctrico, por lo que si no le damos pulso eléctrico a la célula Kerr no pasa la luz, pero si se lo damos, conseguimos que la luz atraviese los filtros sin impedimentos.
Las impresionantes fotografías de lo invisible
El único límite que encontramos con este obturador está en el pulso eléctrico que le demos a la célula Kerr, que se encuentra en los 10 nanosegundos. Es posible y se consiguieron disponer varias cámaras rapatrónicas que se disparaban a la misma velocidad pero en momentos diferentes de la explosión gracias a la simple planificación del pulso eléctrico a las diferentes células.
A pesar de ser exposiciones sumamente cortas, la explosión sigue sobreexponiéndose ya que la temperatura que llega es 10.000 veces la de la superficie del sol, lo que produce una bola de fuego tan brillante que para subexponer tal cantidad de luz habría que realizar una exposición mucho más corta de estos 10 nanosegundos.
Estas fotografías sirvieron para mejorar los artefactos nucleares ya que a través de la comparación de las diferentes explosiones se pudo averiguar que la diferencia en el encapsulamiento de los explosivos afecta a la forma de la bola de fuego que se genera o permitió establecer y comprobar el 'Efecto de Cuerdas'.
Edgerton no sólo diseñó esta cámara para fotografiar las pruebas nucleares, sino que también la usó posteriormente para capturar otras imágenes icónicas como disparos a una manzana o una gota cayendo sobre el cráter de otra gota. Podemos ver estas y otras muchas fotografías a través de su galería personal en la Edgerton Digital Collections.
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