Aquí está la escena: se encuentra un paquete sospechoso en un lugar público. Se llama a la policía y despeja el área. Forzados a trabajar desde la distancia y sin poder mirar dentro, temen lo peor y deciden detonar el paquete.
Una nueva investigación en la Universidad de Rochester podría ayudar a las autoridades en un futuro no muy lejano a estar mejor informadas para abordar tales situaciones y hacerlo de manera más segura. Trabajar con un tipo especial de onda electromagnética, llamada terahercios THz -capaz de detectar y / u obtener imágenes de objetos detrás de las barreras, el equipo demostró que pueden detectar una onda THz a una distancia de hasta 100 pies. La onda THz creada por los investigadores es más de cinco veces más fuerte que la generada por másmedios convencionales, lo que les hace creer que una onda THz, y la imagen de un objeto oculto, se pueden detectar a distancias mucho mayores en el futuro.
El proyecto de investigación fue dirigido por Kang Liu, estudiante de doctorado en óptica, y Xi-Cheng Zhang, profesor de óptica de M. Parker Givens y director del Instituto de Óptica, en colaboración con un grupo de Grecia dirigido por TzortzakisStelios. Los resultados han sido publicados en la revista óptica .
"El uso de un rayo láser no convencional en nuestro proyecto va más allá de una curiosidad científica", dijo Zhang. "Hace posible la detección remota de materiales químicos, biológicos y explosivos desde una distancia de separación".
Las ondas THz, que se encuentran entre el microondas y la banda infrarroja en el espectro electromagnético, pueden penetrar ciertos objetos sólidos que son opacos a la luz visible para crear imágenes de lo que está oculto a la vista. A diferencia de los rayos X tradicionales, las ondas lo hacen sindañar el tejido humano. Todo lo que hace que las ondas THz sean una herramienta prometedora para la Seguridad Nacional y otras agencias de aplicación de la ley. Pero antes de que las ondas THz puedan usarse ampliamente, se deben superar una serie de obstáculos, incluida la forma de hacerlos más efectivos a grandes distancias.
Uno de los inconvenientes es que las ondas son absorbidas por las moléculas de agua en el aire y se debilitan significativamente en distancias más largas, lo que las hace generalmente ineficaces. Una solución es generar las ondas THz cerca del objetivo, de modo que tengan solo una corta distanciaviajar. También es importante que las olas sean intensivas, porque, como señala Liu, "cuanto más fuerte es la ola de terahercios, más trabajo puede hacer".
La clave de sus resultados fue el uso de un rayo láser exótico específico, llamado rayo Airy en anillo, para generar una onda THz que tiene 5,3 veces la energía del pulso de las ondas THz creadas con haces gaussianos estándar.
Los haces de luz ordinarios se extienden a medida que viajan, pero ese no es el caso con los haces de Air-ring, que se curvan hacia el centro desde todos los puntos.
Para comenzar el proceso, Liu dirigió un rayo láser hacia un modulador de luz espacial SLM, que formó el rayo de Air-ring. Como su nombre indica, el rayo es circular con un centro hueco. En lugar de extenderse a medida que viaja, el haz colapsó hacia adentro, creando una región intensamente excitada de electrones libres, llamada plasma, que a su vez generó la onda THz, que sería capaz de penetrar un objetivo cercano y reflejar imágenes o proporcionar información química vital sobre quéEstá oculto.
"Cuando el objetivo es un dispositivo explosivo sospechoso, es importante hacer el trabajo a una distancia segura", dijo Liu. "Creemos que nuestro método podría ayudar a la detección remota de THz desde más de 100 pies de distancia al proporcionar unaforma flexible de generar THz de forma remota ".
El modulador permitió a los investigadores cambiar el tamaño del haz de Airy en anillo y ajustar las dimensiones del plasma que se crea. El siguiente paso, como lo ve Liu, es manipular los haces de Airy en anillo para crear THz más fuerteolas en distancias mayores
La financiación para el proyecto de investigación fue proporcionada por la Oficina de Investigación del Ejército de EE. UU., "Laserlab-Europe", y la Secretaría General para el proyecto de Investigación y Tecnología Aristeia "FTERA".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Original escrito por Peter Iglinski. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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