Dzięki „Air Laser” wykryjemy bomby i zanieczyszczenia
Świtało lasera mknie przez powietrze. Skupia się na pewnym niewielkim obszarze. Tam rośnie energia: elektrony w atomach tlenu wskakują na wyższe poziomy energetyczne. A kiedy laser gaśnie, pobudzone elektrony oddają zgromadzoną energię. Powstaje wiązka światła podczerwonego, która niesie interesującą informację, prawdziwą bombę.
Świtało lasera mknie przez powietrze. Skupia się na pewnym niewielkim obszarze. Tam rośnie energia: elektrony w atomach tlenu wskakują na wyższe poziomy energetyczne. A kiedy laser gaśnie, pobudzone elektrony oddają zgromadzoną energię. Powstaje wiązka światła podczerwonego, która niesie interesującą informację, prawdziwą bombę.
Coś jakby „odciski palców” - tyle że cząstek unoszących się w powietrzu. Tylko nie sądźcie, że technologia ta przyda się jedynie ekologom. Saperzy i antyterroryści również odniosą korzyść z nowego wynalazku pod warunkiem, że powstanie jego wersja kompaktowa i przenośna.
Nowa technologia laserowa wg naukowców z Uniwersytetu w Princeton umożliwia wykrywanie tego, co wisi w powietrzu. Uczeni ogłosili, że są w stanie wysłać laserowy impuls świetlny i mogą otrzymać nasycony informacją świetlny impuls zwrotny z rejonu, w który wysłali pierwotny promień lasera. Nie będzie to jednak światło odbite, ale zupełnie inne: takie, które powstało na skutek wzbudzenia elektronów w tzw. hotspocie. Ów hotspot ma kształt walca o średnicy ok. 1 mm. Tam właśnie „tańczą” naenergetyzowane elektrony. A kiedy po wyłączeniu impulsu pierwotnego na skutek powrotu wzbudzonych elektronów do dawnego stanu energetycznego powstaje wiązka światła podczerwonego, pewna jego część wędruje przez cylindryczny hotspot i aktywuje znajdujące się tam elektrony tak, że w efekcie końcowym powstaje spójna wiązka świetlna, która mknie z powrotem w kierunku miejsca, skąd ją wysłano, dostarczając informacji o tym, co znajduje się w powietrzu.
Sama idea badania tego, co wisi w powietrzu nie jest absolutnie nowatorska – działają już systemy laserowe, jak chociażby LIDAR, w których informacja o składzie powietrza zaszyfrowana jest w świetle, które wraca do miejsca, z którego zostało wysłane i jest wyłapywane przez czujnik. W ten sposób dzięki systemowi LIDAR można określać gęstość chmur i ilość zanieczyszczeń zawieszonych w powietrzu. Z racji tego jednak, że światło to jest jedynie odbiciem wiązki pierwotnej, nie można określić tożsamości konkretnych cząstek i gazów. A nawet, jeśli dzięki pewnym wariantom tego systemu udaje się zidentyfikować molekuły zawieszone w powietrzu, to na pewno nie te, które znajdują się tam w śladowych ilościach. I nie można określić dokładnej lokalizacji konkretnych molekuł.
Światło zwrotne, które powstaje dzięki pierwotnej wiązce z „Air Lasera” niesie bardzo konkretne informacje. Jest ono tysiące razy silniejsze od wiązki odbitej, która dociera do czujników systemu LIDAR.
Naukowcy bardzo ambitnie podeszli do swojego dzieła: chcą wykrywać zanieczyszczenia, których stężenie wynosi mniej niż kilka cząstek na miliard cząsteczek powietrza.
Źródło: esciencenews