Учені створили безпечний "рентген" розміром зі смартфон: як у них це вийшло

Дослідники з лабораторії передової фотоніки RIKEN створили прототип гаджета, який ефективно використовує терагерцовий діапазон електромагнітного спектра для "рентгенівського опромінення", але без шкідливого випромінювання, повідомляє SciTechDaily. Вченим уже вдалося оптимізувати деякі методи та використавши спеціальні матеріали, і вони значно поліпшили вихідну потужність терагерцової хвилі та мініатюризували пристрій.

Людство активно використовує у своїй техніці мікрохвилі та інфрачервоне світло, але зовсім забуло про терагерцовий діапазон. Ці хвилі можна використовувати для спостереження крізь матеріали подібно до рентгенівських променів. Однак на відміну від рентгенівських променів, терагерцові хвилі не спричиняють руйнівного іонізуючого випромінювання.

Але терагерцові технології досі пасуть задніх, бо було важко адаптувати мікрохвильові технології або технології видимого світла до терагерцового діапазону при корисних розмірах і вихідній потужності. Але нарешті команда лабораторії зуміла зібрати невеликий модуль, який може генерувати терагерцове випромінювання у всьому діапазоні.

Щоб максимально мініатюризувати джерело терагерцової хвилі, вчені замінили об'ємний злиток кристала ніобату літію, який використовували раніше, на тонкий кристал ніобату літію зі штучною мікроструктурою з модуляцією поляризації, який називається періодично поляризованим кристалом ніобату літію (PPLN). Кристал PPLN, який зазвичай використовують у сфері видимого світла, дав змогу дослідникам розробити портативний пристрій завдяки вищій ефективності перетворення світла.

Наразі фахівці з RIKEN перебувають на етапі спільних досліджень з японськими компаніями, що спеціалізуються в галузі електроніки, оптики та фотоніки, такими як Ricoh, Topcon, Mitsubishi Electric і Hamamatsu Photonics. Вчені хочуть, щоб їхній прототип набув комерційного поширення і використовувався для терагерцової спектроскопії. У прототипі фахівців використовуються надмініатюрні потужні терагерцові хвильові системи, які доповнюються останніми розробками в галузі компактних потужних фотонних лазерів. Також там є мікрочиповий лазер, який випускає лазерні імпульси дальнього інфрачервоного діапазону з субнаносекундною швидкістю і високою потужністю.

Розробка дослідників стане в пригоді, наприклад, митникам, адже за допомогою пристрою та можливості налаштування "глибини хвиль" можна буде виявити в багажі навіть пластиковий пістолет, якщо він захований за випуклим склом, яке сильно розсіює світло. Крім того, терагерцові хвилі також можуть визначати хімічний склад речовин завдяки характерним зразкам поглинання. Наприклад, за допомогою цього методу можна легко ідентифікувати різні безбарвні рідини, як-от гас і ацетон, які мають однаковий вигляд неозброєним оком. Таким чином, розглянуті додатки для терагерцових хвиль варіюються від сканерів безпеки в аеропортах до аналізу історичних творів мистецтва.

Раніше Фокус повідомляв, що вчені помітили "шкідливе" випромінювання від супутників Starlink. Рій супутників SpaceX Starlink, які обертаються по земній орбіті, забруднюють простір радіоперешкодами.