Observer la lumière en mouvement, c'est désormais possible grâce à une avancée impressionnante réalisée par des chercheurs de l'Université de Toronto. Ils ont mis au point une technologie capable de capturer et de simuler le voyage des photons, ces particules de lumière.
Un faisceau de lumière capturé en mouvement, révélant son trajet dans une scène simulée.
Crédit: Université de Toronto
Cette prouesse repose sur une caméra ultra-rapide et un algorithme d'intelligence artificielle. Ensemble, ils permettent de visualiser la lumière sous des angles variés, comme si l'on pouvait "suivre" sa trajectoire. Une technologie qui transforme l'invisible en visible, ouvrant la voie à des applications inédites.
David Lindell, professeur à l'Université de Toronto, explique que leur technologie rend accessible des phénomènes impossibles à voir à l'œil nu. En ralentissant virtuellement la lumière, ils révèlent comment elle se déplace, se réfléchit ou se disperse dans son environnement. Un exemple frappant est la lumière qui traverse un liquide, un effet maintenant "visible" avec une précision inégalée.
L'algorithme utilisé repose sur un concept appelé "synthèse de vues inédites". Cette méthode permet de recréer une scène sous des perspectives multiples, même pour des images capturées à des vitesses équivalentes à celle de la lumière. C'est une première dans ce domaine.
Cette avancée ne se limite pas à la science fondamentale. Elle pourrait impacter des technologies pratiques comme les capteurs LIDAR utilisés dans les voitures autonomes. Grâce à cette technologie, il serait possible de détecter des obstacles, d'améliorer les images en 3D ou encore d'analyser les matériaux avec une précision accrue.
Credit: University of Toronto
Les chercheurs ont aussi exploré des phénomènes prévus par Einstein, comme l'effet "projecteur", où un objet semble plus lumineux lorsqu'il se rapproche de nous. Ils ont également visualisé la "contraction des longueurs", qui fait paraître les objets plus courts lorsqu'ils se déplacent très rapidement.
Au-delà des applications pratiques, cette technique inspire d'autres domaines. Dans l'art et le cinéma, elle pourrait donner naissance à des effets visuels spectaculaires et des expériences immersives inédites. C'est aussi un outil pédagogique puissant, permettant d'expliquer la physique de la lumière de façon intuitive.
À l'avenir, les chercheurs espèrent utiliser leur technologie pour reconstruire des modèles 3D d'objets ou d'environnements entiers, simplement en observant la lumière qui interagit avec eux.
