Терагерцевый детектор -- будущее досмотровой техники

Видеть через стены, одежду, упаковку и мгновенно определять, какие вещества там содержатся -- такую возможность подарит нам терагерцевый детектор, изобретение американских ученых. Расстояние, с которого он будет действовать, -- десятки метров, а возможно и километры. Внедрение этой технологии сулит радикальный прогресс в досмотровых процедурах.

Терагерцевый участок спектра электромагнитного излучения лежит между инфракрасным и микроволновым диапазонами. Любой предмет в окружающем нас мире испускает терагерцевое излучение. И именно это обстоятельство делает привлекательной идею создания детектора, который позволил бы идентифицировать вещество по его терагерцевому спектру.

Однако до сей поры создание такого детектора не представлялось возможным. Дело в том, что в воздухе терагерцевый сигнал способен распространяться лишь на считанные сантиметры -- из-за сильного поглощения водяным паром.

И вот теперь данную проблему смогли решить ученые из Политехнического института Ренсселира, расположенного в штате Нью-Йорк. Команда, которую возглавляет физик Джингл Ли, разработала метод, основанный на том, что от объекта к детектору передается не терагерцевое излучение, а вторичное, возникающее с его участием.

На объект нацелены два лазера. Каждый из них излучает на двух длинах волн -- 800 и 400 нм. Лазеры ионизируют воздух вблизи объекта до состояния плазмы. Плазма испускает люминесцентное излучение, которое определенным образом рассеивается на терагерцевом излучении того материала, на которое оно падает. Рассеянный таким образом люминесцентный свет может детектироваться со значительного расстояния.

Протестировав сотни различных материалов, исследователи собрали библиотеку их терагерцевых спектров. Сравнивая сигнал, приходящий от объекта, с этими спектрами, можно мгновенно идентифицировать материал, из которого изготовлен данный объект. Ученые смогли довести радиус действия своего детища до 20 метров, но это лишь потому, что таков размер их лаборатории, в которой все происходило. Ли утверждает, что теоретически это расстояние может быть увеличено до сотен метров или даже до километров.

"Агентства, отвечающие за оборону и безопасность, годами бьются над тем, чтобы заполучить подобную технологию, -- говорит специалист по терагерцевому излучению из Лос-Аламоса Абул Азад. -- Я считаю, что подход, который применили эти ученые, поистине уникален."

Первыми, как ожидается, новую технологию применят военные. Они будут обнаруживать с ее помощью самодельные взрывные устройства на обочинах дорог. Доминирующую роль в финансировании проекта сыграли Департамент внутренней безопасности и Министерство обороны США.

Терагерцевые детекторы могут также использоваться в аэропортах для поиска запрещенных к провозу веществ в одежде пассажиров. Лиу утверждает, что такой метод означает меньшее вторжение в личное пространство досматриваемого человека, чем рентгеновский, пос­кольку терагерцевое излучение имеет более низкую энергию. При этом новое изобретение не позволит обнаруживать предметы, спрятанные в теле человека, так как терагерцевый сигнал не проникает через воду и металл.

В принципе, как полагает Лиу, терагерцевое детектирование мо­жет также применяться для обнаружения неизвестных токсичных примесей в окружающей среде и для определения состава космических объектов.

В настоящее время технология пребывает еще в чисто лабораторной стадии своего развития. Однако ее создатели верят, что у нее -- большое будущее. "Мне кажется, я могу утверждать, что через несколько лет терагерцевая наука и технология станет доступной и готовой к использованию в промышленной и оборонной сфере", -- говорит доктор Чжан Си-Чэн, директор Центра терагерцевых исследований Политехнического института Ренсселира.