Ochronią przed terrorystami i przyspieszą internet
Światło, które jest widoczne dla naszych oczu, to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 380 do 750 nanometrów. Fale elektromagnetyczne o większej długości, dla nas niewidoczne gołym okiem, to promieniowanie podczerwone. Fale tzw. bliskiej podczerwieni (750-1400 nanometrów) wykorzystywane są np. w pilotach do telewizorów, noktowizorach, obserwacjach prowadzonych za pomocą satelitów meteorologicznych, astronomii. Można je zarejestrować za pomocą zwykłych aparatów cyfrowych. Natomiast fale dalekiej podczerwieni (30-1000 mikrometrów) do tej pory nie znalazły praktycznego zastosowania. Ich częstotliwość była zbyt wysoka, by je wytwarzać, wykrywać oraz manipulować nimi za pomocą układów elektronicznych. Poradzili sobie z tym badacze z Utah.
W normalnych warunkach światło czy jakakolwiek inna forma promieniowania elektromagnetycznego nie może przejść przez otwór mniejszy niż długość fali tego promieniowania. Dlatego bez obaw możemy zaglądać do wnętrza pracującej kuchenki mikrofalowej: przez otwory w drzwiczkach prześwituje tylko światło widzialne, nieszkodliwe. Niebezpieczne promieniowanie mikrofalowe, którego fale mają długość większą niż średnica otworów, nie przeciśnie się i nie wydostanie się z kuchenki.
Okazało się jednak, że dla fizyków nie ma rzeczy niemożliwych. "Przepchnęli" całą porcję dalekiego promieniowania (zwanego również terahercowym) przez dziury w cienkiej metalowej folii, choć średnica otworów była mniejsza niż długość fali. Jak się to udało? Sekret polega na odpowiednim rozmieszczeniu otworów - zostały one ułożone w specjalny wzór będący odwzorowaniem tzw. kwazikryształów i przybliżonych kwazikryształów (wzór Penrose'a).
Kwazikryształy to szczególna forma ciała stałego, którego atomy układają się w regularną, jednak niepowtarzającą się strukturę. Przybliżone kwazikryształy to natomiast termin ukuty przez amerykańskich naukowców na określenie struktur jeszcze mniej regularnych, lecz tworzących regularny wzór w odpowiednio dużej skali.
Przez tak specyficznie podziurawioną powierzchnię bez przeszkód przechodzi praktycznie całe promieniowanie terahercowe, zatrzymywane są natomiast pozostałe częstotliwości promieniowania. Co więcej, dzięki odchylaniu folii przesyłanie promieni podczerwonych można zatrzymać, co z kolei pozwala na zbudowanie przełącznika, za pomocą którego sygnał będzie włączany i wyłączany. W ten sposób możliwe będzie zapisanie informacji w postaci zrozumiałych dla komputerów zer i jedynek. Stąd już tylko krok do praktycznego wykorzystania dalekiej podczerwieni w transmisji danych. A ponieważ terahercowy sygnał można zmieniać bilion razy na sekundę, czyli tysiąc razy częściej niż stosowane w światłowodach pasmo widzialne i bliską podczerwień, otwiera się możliwość znacznie szybszego przekazywania informacji.
Fale terahercowe to nie tylko przyszłość internetu. W przyszłości będą wykorzystywane m.in. do przesyłania wysokiej rozdzielczości multimedialnych nagrań między telefonami kolejnej generacji. Dzięki ostatnim odkryciom uda się je zastosować także w wykrywaniu materiałów wybuchowych, broni palnej oraz biologicznej (np. zarazków wąglika), które wpadają w specyficzne drgania pod wpływem światła podczerwonego. Dzisiaj do przeszukiwania bagażu na lotniskach i w tzw. bramkach bezpieczeństwa stosuje się promieniowanie rentgenowskie oraz mikrofalowe, które jest jednak mniej precyzyjne, a ponadto nieobojętne dla zdrowia. Przydatność dalekiej podczerwieni w walce z terroryzmem doceniła nawet amerykańska armia. Badania Uniwersytetu w Utah dofinansowała kwotą 250 tysięcy dolarów.
http://www.dziennik....ArticleId=38530
