Fotos de flocos de neve como você nunca viu antes

Seis milhões de flocos de neve caíram do céu neste inverno. São bilhões de trilhões deles, a maioria deles derretendo agora com a aproximação da primavera.

Poucas pessoas olharam para eles de perto, um por um.

Kenneth J. Liebrecht, professor de física do Instituto de Tecnologia da Califórnia, passou um quarto de século tentando entender como uma substância tão simples – a água – podia congelar de tantas formas.

Como os flocos de neve se formam? Dr. Liebrecht disse durante Conversa online em 23 de fevereiro Hospedado pelo Museu Bruce em Greenwich, Connecticut. “E como essas estruturas aparecem – e, como gosto de dizer, literalmente do nada?”

Nathan B. Myrvold é uma das pessoas que despertou o interesse por imagem e pesquisa do floco de neve do Dr. Liebrecht, um ex-diretor de tecnologia da Microsoft que desde então vem desenvolvendo projetos em inúmeras disciplinas científicas, incluindo PaleontologiaE a culinária E a Astronomia.

O Dr. Myrvold, um fotógrafo apaixonado, conheceu o Dr. Lieberecht em mais de uma década e, na primavera de 2018, ele decidiu que queria tirar fotos dos complexos cristais congelados ele mesmo. Ele se lembra de ter pensado: “Oh, vamos conseguir alguma coisa juntos e estaremos prontos para o inverno.”

Mas, como acontece com muitos de seus projetos, as coisas não eram tão simples como o Dr. Myfold havia planejado.

“Acabou sendo muito mais complicado do que eu pensava”, disse o Dr. Myrvold. “Então, demorou 18 meses para construir essa maldita coisa.”

A “maldita coisa” era o sistema de câmera do floco de neve. Ele queria usar os melhores sensores digitais, aqueles que capturam um milhão de pixels. “Um verdadeiro floco de neve é ​​muito frágil”, disse ele. “É muito complicado. Então você quer alta definição.”

Mas esse tipo de sensor é muito maior em área do que as imagens geralmente produzidas por lentes de microscópio, como resultado de decisões tomadas pelos fabricantes de microscópio há quase um século.

Isso significa que ele precisa encontrar uma maneira de esticar a imagem do microscópio para preencher o sensor.

“Eu criei um caminho óptico personalizado que realmente permitiria que funcionasse”, disse ele em seu trabalho de reparo.

Depois, há a caixa para a óptica. Geralmente é feito de metal, mas o metal se expande quando está quente e se contrai quando está frio. O Dr. Myrvold disse que mover o dispositivo do interior quente para a varanda gelada onde ele coletaria os flocos de neve “arruinaria todo o microscópio”, tornando impossível manter tudo em foco.

Em vez de metal, use fibra de carbono, que não se expande ou contrai perceptivelmente.

O Dr. Myhrvold também encontrou um LED especial, feito por uma empresa no Japão para uso industrial, que emitia rajadas de luz 1/1000 de um flash típico de câmera. Isso reduz o calor emitido pelo flash, que pode derreter um pouco o floco de neve.

Para olhar algo ao microscópio, geralmente uma amostra é colocada em uma lâmina de vidro. Mas o vidro retém o calor. Isso também derrete a neve. Então, ele mudou do vidro para a safira, que é um material que esfria mais facilmente.

Em fevereiro de 2020, ele estava pronto. Mas onde você encontra os flocos de neve mais bonitos para fotografar? A princípio, ele pensou que poderia ir para uma estação de esqui – talvez Aspen ou Vail no Colorado ou Whistler na Colúmbia Britânica.

Mas esses lugares não eram frios o suficiente.

“O pó da neve que um esquiador pode querer usar é na verdade bastante pulverulento”, disse o Dr. Mehrvold. “Não há muita beleza nessas coisas.”

Na verdade, os flocos de neve que caem sobre a maioria das pessoas na maioria das vezes raramente são o que as pessoas consideram um floco de neve.

A água é uma molécula simples composta de dois átomos de hidrogênio e oxigênio. Quando as temperaturas caem abaixo de 32 graus Fahrenheit, as partículas começam a se juntar – isto é, elas congelam.

Um floco de neve nasce em uma nuvem quando uma gota de água congela em um pequeno cristal de gelo. A forma das moléculas de água faz com que elas sejam empilhadas em um padrão hexagonal. É por isso que um floco de neve típico tem seis braços.

Em seguida, o cristal cresce, absorve o vapor de água do ar e evapora outras gotículas próximas para reabastecer o vapor. “Seriam necessárias 100.000 gotas de água para evaporar e formar um cristal de gelo”, disse o Dr. Liebrecht.

Mas como o cristal cresce depende da temperatura e da umidade. Na década de 1930, o físico japonês Okishiro Nakaya foi o primeiro a implantar flocos de neve artificiais em seu laboratório e, em condições variadas, conseguiu classificar as espécies que o compõem na maioria das condições.

Quando as temperaturas estão logo abaixo de zero, os flocos de neve geralmente são painéis hexagonais simples. Em cerca de 20 graus Fahrenheit, a forma predominante são colunas hexagonais. Flocos de neve normalmente bonitos se formam entre 15 graus e -5 graus Fahrenheit.

Nessas temperaturas, as pontas do hexágono se transformam em galhos. Os ramos então geram outros ramos e placas hexagonais menores. Ligeiras diferenças de temperatura e umidade afetam o padrão de crescimento e as condições mudam constantemente conforme o floco de neve cai no solo.

“Por ter esse caminho complexo através das nuvens, ele tem uma forma intrincada”, disse Liebrecht. “Todos eles seguem caminhos diferentes, então cada um parece um pouco diferente, dependendo do caminho.”

E assim, para encontrar lindos flocos de neve, o Dr. Myrvold virou para o norte e muito mais ao norte. Ele e dois de seus assessores rebocaram cerca de mil libras de equipamentos para Fairbanks, Alasca; Yellowknife, a maior comunidade dos Territórios do Noroeste Canadense; E Timmins, Ontário, fica a cerca de 150 milhas ao norte do Lago Huron.

Um mês depois, a pandemia de coronavírus parou de tentar. Mas o Dr. Myhrvold foi capaz de capturar o que ele chama de imagens de alta resolução de flocos de neve.

Esta afirmação irritou outras pessoas no Reino do Floco de Neve, incluindo Don KomarishkaUm fotógrafo canadense decididamente menos técnico. Ele usa uma câmera digital comprada em uma loja combinada com uma lente macro de alta potência. Ele nem usa um tripé – ele está segurando a câmera enquanto flocos de neve caem em uma luva preta que sua avó lhe deu.

“Muito simplista”, disse Komarishka. “Ele é muito amigável com qualquer pessoa com qualquer câmera.”

“Eu acho que é um pouco superdimensionado”, disse ele sobre o sistema de design personalizado do Dr. Myfold.

O Sr. Komarechka também adota uma abordagem diferente para a iluminação, usando a luz refletida em um floco de neve, enquanto as fotos do Dr. Myhrvold capturam a luz que passa por ele. “Você pode ver a textura do telhado e, às vezes, as belas cores do arco-íris no meio do floco de neve”, disse Komarechka.

O efeito arco-íris é o mesmo que você vê no filme de novela, disse ele, mas as cores “geralmente são exibidas muito mais fortes do que você vê no filme de novela ou qualquer outra coisa”. “É quase psicodélico, quase como uma camisa tingida.”

Para contrariar as afirmações do Dr. Myrvold, o Sr. Komarishka tirou uma imagem que ele diz ter a mais alta resolução. Dr. Myrvold respondeu com Refuta longa Ele explica por que suas fotos eram, no entanto, mais detalhadas.

Na prática, as imagens do Dr. Mehrvold são muito mais nítidas quando impressas em papel de tamanho grande. Eles estão disponíveis para compra Os tamanhos chegam a 2 metros por 1,5 metros.

“Nesse sentido muito restrito, sim, é isso que Nathan afirma, e ele não está errado”, disse o Dr. Komarishka.