Prodornost žarkov T ni velika, običajno govorimo, da se sevanje širi po praznem prostoru, vendar tako kot mikrovalovi ali infrardeča svetlobo imajo tudi ti žarki določeno sposobnost »predreti« neprevodne snovi. Brez večjih težav gredo skozi obleke, papir, karton, les, plastiko, keramiko in podobno. Ne zadrži jih megla, nepremostljiva ovira pa so kovine in voda. Vsako »črno« telo, ki je toplejše od temperature 10 K, seva (odbija) tudi žarke T, vendar so ti zelo šibki, kar je bil glavni razlog, da tega sevanja do danes še niso izrabili v praksi. Če seveda izvzamemo uporabo raziskovanja vesolja in v manjši meri za nadzor nad kakovostjo izdelkov v proizvodnji.
PODROČJA UPORABE
Žarki T so neionizirajoče sevanje. V praksi to pomeni, da nimajo dovolj energije, da bi ionizirali atom (iz njegovega elektronskega ovoja izbili enega ali več elektronov) in potemtakem tudi niso škodljivi zdravju. Ne okvarijo tkiva ali molekul DNK.
Prvo področje uporabe je medicina, kjer bi pri nekaterih diagnostičnih metodah lahko zamenjali rentgensko sevanje (žarke X). Določene frekvence žarkov T lahko prodrejo skozi nekaj milimetrov v tkiva z malo vsebnostjo vode in se nato odbijejo nazaj. Uporabiti jih je moč za zaznavanje razlik v vsebnosti vode v tkivih ali razlik njihove gostote. Metoda je uporabna za iskanje na primer kožnega raka. Določeno frekvence žarkov T so primerne tudi za izdelavo 3D-slike zobovja. Uporaba v ta namen ni le varnejša v primerjavi z rentgenskim slikanjem, po nekaterih navedbah naj bi bila tudi natančnejša.
Drugo področje je varnost. Vsaka snov sama po sebi seva žarke T, kar pomeni, da je naprava za pregledovanje lahko pasivna (nima izvora žarkov T) ali aktivna (ima izvor). Pregled oseb je možen na daljavo (nekaj metrov) in med premikanjem. Uporaba žarkov T je primerna zato, ker ima vsaka snov svoj specifični spektralni »prstni odtis«, to pa pomeni, da bi lahko brez težav glede na »sliko sevanja žarkov T« določili, ali gre za neškodljiv sladkor ali za kokain. Ker je metoda primerna tudi za iskanje drugih neprimernih teles (na primer orožji), lahko pričakujemo, da bomo v prihodnosti priča popolnoma novim varnostnim napravam na letališčih in drugih objektih, kjer je osebni pregled vsakega obiskovalca zahtevan.
Poleg uporabnosti pri razvoju in raziskavah (kemija in biokemija) so žarki T primerni tudi na področjih komunikacij in proizvodnje. Žarke T je moč uporabiti kot nosilce informacij na večjih višinah, kjer v ozračju ni veliko molekul vode (te absorbirajo žarke), torej za komunikacijo med letali in sateliti oziroma med sateliti. V procesu proizvodnje pa gre za preverjanje kakovosti izdelkov. Na primer, pregled procesorja – ali vsebuje »pregorele« povezave.
ISKANJE IZVORA ŽARKOV T
Poleg tega, da vsako telo seva tudi žarke T, je pri nekaterih načinih njihove uporabe potreben tudi dovolj svetel umetni izvor žarkov. To pa je bila (in delno je še vedno) velika ovira. Obstoječi laboratorijski izvori so preveliki in prezahtevni, da bi jih lahko preprosto vgradili v medicinske ali druge naprave, ki jih uporabljajo vsakodnevno.
Kaj je tako imenovana »frekvenčna luknja«? Izvore mikrovalov že več kot 50 let izdelujejo v obliki električnih vezij – kot so nas učili pri osnovnošolski fiziki, gre za tako imenovan odprti nihajni krog (radijski oddajnik). Frekvence nad THz na ta način niso možne, zaradi fizičnih omejitev električnih elementov, ki so del vezja. Zato do pred kratkim ni bilo kompaktnega izvora žarkov T, še posebej pa ne takega, ki bi ga lahko napajala baterija.
Konec lanskega leta pa je prototip kompaktnega izvora izdelala skupina strokovnjakov z Amerike, Turčije in Japonske. »Vzgojili« so visokotemperaturni visokoprevodni kristal, v katerem je večje število tako imenovanih Josephsonovih križišč (dve plasti prevodnika, ločeni s tanko plastjo izolatorja) z zanimivimi električnimi lastnostmi. Ker so križišča zelo tanka, so jih enega na drugega zložili kar 1000 in s tem dobili močnejši signal. Električna napetost vzburi alternativni električni tok, ki skače sem ter tja čez križišča s frekvenco, sorazmerno moči vhodne napetosti. Lastnost poznamo kot Josephsonov učinek (ko tok skoči iz ene plasti na drugo plast križišča). Alternativni električni tok »izdela« elektromagnetno valovanje, katerega frekvenca je odvisna od napetosti. Tudi nizka napetost (okoli dva mV na križišče) je dovolj za frekvenco v teraherčnem področju. Težava, ki jo morajo rešiti zdaj, je, da četudi vsa križišča »nihajo« z enako frekvenco, nihanja niso vsa v isti fazi.
FIZIKALNE ENAČBE
Povezava med frekvenco in valovno dolžino:
c = f * λ , kar pomeni, da je λ=c/f
Energija elektromagnetnega sevanja:
E = h * f oziroma E=h*c/λ
Pri čemer je:
c (svetlobna hitrost)= 299.792.458 m/s in
h (Planckova konstanta) je približno 4,13567 µeV/GHz
E energija
f frekvenca
λ valovna dolžina
KAMERA VIDI »SKORAJ VSE«
Razlog, da so žarki T postali zanimivi tudi širše in zunaj znanstvenih krogov, je varnostna kamera, ki, kot pravijo, vidi pod obleko, a vseeno ne tako podrobno, da bi zaradi tega pomenila grožnjo zasebnosti.
Podjetje Thruvision (www.thruvision.com) je izdelalo komercialno dostopno varnostno »kamero« T5000 in njeno manjšo različico T4000. Značilnost kamere je, da diskretno čaka, nameščena na strop ali zid, na osebe, ki se gibljejo v njenem vidnem krogu, in pasivno (kamera nima lastnega izvora žarkov T, s katerimi bi osvetlila okolico) išče unikatne slike snovi, telesa, ki so nevarna ali nezakonita. Doseg kamere oziroma razdalja, na kateri lahko še deluje je, kot pravi proizvajalec, do 25 metrov pri večjem in do 15 metrov pri manjšem modelu, čeprav se večina preverjanja dogodi na razdaljah od 3 do 15 metrov.
Kamera je primerna za nadzor vhodov v prostore, torej na področjih, preko katerih mora iti vsak obiskovalec. Sočasno »snema« običajno sliko zaznavo teraherčnih valov, ki jih osebe in predmeti sevajo, čeprav bi bilo pravilneje reči odbijajo. Zadeva je podobna običajni vidni svetlobi. Majico vidimo rdeče, ker odbija največ valovnih dolžin z rdečega dela spektra vidne svetlobe, druge pa absorbira. V naši okolici je naravno prisotnega veliko sevanja T, določene frekvence snovi odbijajo, druge pa absorbirajo, in to je tisto, kar kamera »vidi«. Ker snovi, iz katerih so oblačila, žarke T prepuščajo, dejansko kamera vidi tisto, kar je skrito pod njimi, a kot trdijo, ne dovolj podrobno, da bi bila oseba na sliki videti gola. Zaradi tega trdijo, da kamera ne pomeni grožnje zasebnosti posameznikov.
Obe sliki kamera prek računalniškega omrežja v realnem času pošilja v računalnik, kjer jo vidi varnostno osebje. Na eni strani je prava slika, na drugi pa slika, na kateri se vidijo tudi morebitni skriti predmeti. Če je oseba sumljiva, varnostnik opravi svoje delo! Ker so kamera in dodatna oprema, vključno z računalnikom, lahki in prenosni, je zadeva dovolj mobilna, da jo je moč uporabiti po potrebi. Kot pravijo, kamera ni zamenjava, temveč zgolj dodatek k drugim varnostnim napravam.
Razvoj podobnih varnostnih naprav poteka tudi drugod po svetu. Predvsem si želijo izdelati uporabno aktivno kamero, ki bi okolico osvetljevala s kratkimi impulzi žarkov T in tako izdelovala natančnejšo sliko nadzorovane površine oziroma oseb ter predmetov v vidnem krogu kamere.
POZNANI IN OBIČAJNI?
Četudi niso dovolj dobro raziskani, so žarki T najobičajnejše sevanje v vesolju. 98 odstotkov vseh fotonov, nastalih po velikem poku, je v tem spektralnem področju. Pa tudi popolnoma nepoznani niso, saj je bil prvi znanstveni članek na to temo objavljen že leta 1890.
Kot smo že omenili, so nekatere danes najobičajnejše snovi videti prosojne, če jih gledamo v luči žarkov T, hkrati pa je od snovi do snovi različno, katere frekvence absorbirajo. Na podlagi »slike« (unikatni prstni odtis snovi) absorbiranih frekvenc, so bili znanstveniki že pred časom sposobni razpoznati nekatere eksplozive in narkotike. Na primer: V kuverti je bel prašek, ki je na prvi pogled dvomljiv. S pomočjo slike, narejene z žarki T, lahko poštni uslužbenec ugotovi, ali gre za drogo ali pa za čisto neškodljiv aspirin.
Objavljeno: Moj mikro April 2008 | Marjan Kodelja
