Skrotenie Terahertzov

Rovnako ako röntgenová technológia prišla v 90. rokoch 19. storočia – umožňujúca lekárom nahliadnuť pod telo, aby videli kosti a orgány – z nedostatočne využívanej časti elektromagnetického spektra sa teraz objavuje ďalšia sľubná zobrazovacia technológia: terahertzové frekvencie. Tieto takzvané t-lúče môžu podobne ako röntgenové lúče vidieť cez väčšinu materiálov. Predpokladá sa však, že t-lúče sú menej škodlivé ako röntgenové lúče. A rôzne zlúčeniny reagujú na terahertzové žiarenie odlišne, čo znamená, že zobrazovací systém založený na terahertzoch dokáže rozpoznať chemické zloženie skrytého objektu. Vďaka tejto sile je terahertzové zobrazovanie stále horúcejšie, hovorí Xi-Cheng Zhang, priekopník terahertzov na polytechnickom inštitúte Rensselaer. Potenciálne aplikácie siahajú od detekcie nádorov po hľadanie plastických výbušnín. A keďže t-lúče prenikajú papierom a oblečením, terahertzová kamera dokáže odhaliť skryté zbrane.



Terahertzové frekvencie sa ťažko vyrábajú a detegujú. Sú vyššie ako mikrovlny, ale nižšie ako infračervené svetlo. Nikdy si nie ste istí, či použiť technológiu založenú na elektronike alebo optike, hovorí Martyn Chamberlain z University of Leeds v Anglicku, popredný terahertzový výskumník. Terahertzové zdroje, ktoré sú teraz na trhu, majú tendenciu vyžarovať veľa frekvencií naraz, čo obmedzuje ich užitočnosť. V minulom roku však niekoľko výskumných projektov výrazne pokročilo vo vývoji zariadení, ktoré produkujú t-lúče v úzkom frekvenčnom pásme – čo je požiadavka na presné chemické snímanie a lekárske zobrazovanie.

Počítače, ktoré hovoria vaším jazykom

Tento príbeh bol súčasťou nášho vydania z júna 2003





  • Pozrite si zvyšok čísla
  • Prihlásiť sa na odber

Jeden takýto systém, vyrobený spoločnosťou Brattleboro, Vermont Photonics so sídlom na VT, funguje tak, že vysiela elektrónový lúč cez mikroskopicky zvlnený povrch vodiča, ako je hliník; lúč spôsobuje, že sa elektróny vo vodiči pohybujú hore a dole po vlneniach, pohyb, ktorý otriasa uvoľnenými t-lúčmi. Zmena energie elektrónového lúča tiež mení generovanú terahertzovú frekvenciu, hovorí spoluzakladateľ Vermont Photonics Michael Mross. Spoločnosť zameriava svoj nástroj predovšetkým na pozorovanie interakcií zahŕňajúcich biomolekuly pre aplikácie, ako je napríklad objavovanie liekov. Ďalším prístupom je niečo, čo sa nazýva kvantový kaskádový laser, úhľadný kúsok polovodičového inžinierstva, ktorý sa používa na výrobu infračerveného svetla. Posun technológie do terahertzového rozsahu si vyžaduje mimoriadne presnú kontrolu nad materiálmi. Minulý rok Qin Hu, elektrotechnický inžinier z MIT, predviedol kvantový kaskádový laser, ktorý vytvára kontinuálny terahertzový lúč s presne definovanou frekvenciou.


Dutina sa jasne ukazuje ako ružová oblasť na terahertzovom obrázku zuba (vpravo). (Obrázok s láskavým dovolením Teraview)

planéta má s najväčšou pravdepodobnosťou tektonickú aktivitu, ak áno

Najbližšia aplikácia terahertzovej technológie je v medicínskom zobrazovaní. V jednom ambicióznom úsilí TeraView, startup so sídlom v Cambridge v Anglicku, použil terahertzové zobrazovanie na detekciu rakoviny kože, ktorá sa vymyká iným zobrazovacím technológiám – najmä nádorov, ktoré sa tvoria neviditeľne pod povrchom kože. T-lúče by tiež mohli identifikovať neznáme biologické materiály, pretože biomolekuly prirodzene vibrujú na terahertzových frekvenciách a každá má odlišný terahertzový odtlačok prsta. Inými slovami, špecifické proteíny absorbujú určité charakteristické frekvencie t-lúčov, ktoré menia ich molekulárne usporiadanie alebo konformáciu; senzory potom môžu monitorovať túto absorpciu, aby indikovali identitu proteínu. Život je terahertzový proces, hovorí Chamberlain. Jednou z možných aplikácií je automatizovaná identifikácia biologických bojových látok, ako je antrax. Ďalším je t-ray chemický senzor, ktorý by využíval skutočnosť, že iné veľké molekuly, ako napríklad polyméry, tiež reagujú na terahertzové vlny charakteristickými spôsobmi. Terahertzová kamera, ktorú vytvorila spoločnosť QinetiQ z Farnborough v Anglicku, sníma strašidelne invazívne snímky ľudí cez ich oblečenie.



Ale interakcia t-lúčov s proteínmi vyvoláva otázku, do akej miery je bezpečná expozícia ľudí. Európska únia sponzoruje program s názvom Terahertzový most, ktorý má študovať práve toto. Predbežné výsledky boli povzbudivé; výskumníci nevideli žiadne dôkazy o nezvratnom, röntgenovom poškodení tkaniva dávkami t-lúčov, ktoré by sa použili na telesné zobrazovanie. Zatiaľ je to bezpečné, hovorí Gian Piero Gallerano, koordinátor mosta Terahertz.

Zatiaľ čo vedci prechádzajú skrútením, aby vytvorili t-lúče, príroda to má oveľa jednoduchšie. Terahertzové žiarenie sa od svojho vzniku vo Veľkom tresku naďalej šíri vesmírom. Chamberlain hovorí, že vesmír je plný týchto vecí. Netrvalo dlho a ľudia ho môžu začať prakticky využívať.

skryť

Skutočné Technológie

Kategórie

Nezaradené Do Kategórie

Technológie

Biotechnológia

Technická Politika

Zmena Podnebia

Ľudia A Technika

Silicon Valley

Výpočtový

Magazín Mit News

Umela Inteligencia

Priestor

Inteligentné Mestá

Blockchain

Celovečerný Príbeh

Profil Absolventov

Spojenie Absolventov

Funkcia Mit News

1865

Môj Názor

77 Mass Ave

Zoznámte Sa S Autorom

Profily Vo Štedrosti

Videné Na Akademickej Pôde

Listy Absolventov

Správy

Voľby 2020

S Indexom

Pod Kupolou

Požiarna Hadica

Nekonečné Príbehy

Pandemický Technologický Projekt

Od Prezidenta

Titulný Príbeh

Fotogaléria

Odporúčaná