Raigs T
Elsraigs Tsón una forma deradiació electromagnèticad'altafreqüència.A l'espectre electromagnèticsón situats a la zona de freqüències que va dels 300 gigahertzs (3 × 1011Hz) als 3 terahertzs (3 × 1012Hz), la sevalongitud d'onava d'unmil·límetrea 100micròmetres.És a dir, aquest tipus de radiació és situada entre lesmicroonesi laradiació infraroja.Els raigs T tenen un gran poder de penetració, proper al delsraigs Xi permeten veure a través de qualsevol cosa excepte els objectescarregats elèctricament,l'aiguai elsmetalls.
Introducció
[modifica]De la mateixa manera que les microones i la radiació infraroja, els raigs T acostumen a propagar-se enlínia de mira(line of sight propagationen anglès). Els raigs T no són un tipus deradiació ionitzanti comparteix amb les microones la capacitat de penetrar molts tipus de materials noconductors.Podem passar a través deroba,paper,cartró,fusta,maçoneria,plàsticoceràmica.També poden travessar laboirao elsnúvolsperò no ho poden fer amb els metalls i l'aigua.
L'atmosfera terrestreabsorbeix la major part de la radiació T, això fa que el seu abast sigui força limitat, limitant també la seva utilització. La producció i la detecció d'una radiació Tcoherentva ser un desafiament tecnològic a ladècada del 1990
Fonts
[modifica]Atès que els raigs T són emesos, com a part de la radiació d'uncos negre,a temperatures per sobre de 10kèlvinses tracta d'una radiació feble. El2004les úniques fonts efectives de radiació T eren elgirotró,elBWO(Backward wave oscillator), ellàser infraroig llunyà(FIR laser), ellàser de cascada quàntica,ellàser d'electrons lliures,les fonts dellum de sincrotróutilitzades enespectroscòpiade domini temporal dels raigs T. Les primeres imatges que es van generar utilitzant radiació T daten de ladècada de 1960,tanmateix va ser a partir de1995quan es va experimentar un gran progrés en el camp de la ciència i la tecnologia d'aquest tipus de radiació i es va encunyar el terme "raigs T".
També hi ha fonts d'estat sòlid d'ones de longitud d'ona inferior al mil·límetre des de fa força anys. La companyiaAB Millimeterprodueix aParísun sistema que abasta tot el rang entre 8 GHz i 1.000 GHz amb fonts i detectors d'estat sòlid. Avui dia la majoria del treball en el camp dels dominis temporals es fa amblàsersultraràpids.
A finals del2007,científics del Laboratori d'Argonne del Departament d'Energia delsEstats Unitsliderats per Ulrich Welp i en col·laboració amb d'altres aTurquiaiJapóvan anunciar la creació d'un giny compacte que pot conduir a una font de radiació T portàtil i alimentada ambbateries.[1]
Les noves fonts de radiació T creades a l'Argonne utilitzen cristalls superconductors a alta temperatura desenvolupats a la Universitat de Tsukuba al Japó. Aquests cristalls són compostos per piles d'unions Josephsonque presenten una característica elèctrica única: quan se'ls aplica unvoltatgeextern, uncorrent elèctric alterntravessa les unions a una freqüència proporcional a la magnitud el voltatge; aquest fenomen és conegut com aefecte Josephson.Aquest corrent altern produeixcamps electromagnèticsamb una freqüència relacionada amb el voltatge aplicat. Fins i tot un petit voltatge, al voltant de 2mil·livoltsper unió, pot induir freqüències dins del rang de les radiacions T, segons Ulrich Welp.
Utilitzacions teòriques i en desenvolupament
[modifica]- Obtenció d'imatges per a utilitzacions mèdiques:
- Els raigs T és un tipus de radiació no ionitzant, i per tant, al contrari que els raigs X, no s'espera que causi danys alsteixitso a l'ADN.Algunes freqüències de la radiació T pot penetrar diversos mil·límetres els teixits amb poc contingut d'aigua i reflectir-se, com per exemple en el cas delteixit adipós.Els raigs T també detecten diferències en ladensitati en el contingut d'aigua als teixits. aquest mètodes poden ajudar a la detecció decànceralsteixits epitelialsamb mètodes menys invasius i dolorosos utilitzant imatges.
- Algunes freqüències de la radiació T es poden utilitzar per a l'obtenció d'imatges tridimensionalsde lesdentsque poden ser més precises i segures que les convencionals obtingudes amb els raigs X enodontologia.
- Seguretat:
- La radiació T pot travessar la roba i el plàstic, per això es pot utilitzar en tasques devigilància,per exemple per descobrir i visualitzar objectes oarmesamagades. Aquest és un camp potencialment important en tant que alguns tipus de materials com elsexplosiusplàstics només es poden detectar dintre del rang de la radiació T, que ofereix la possibilitat de combinar la identificacióespectralamb la imatge. Tanmateix la utilització de la radiació T genera controvèrsia a causa de la invasió de la privadesa a causa de la seva capacitat d'obtenir imatges detallades del cos humà a través de la roba. Els seus defensors argumenten que és una tècnica menys intrusiva que l'escorcoll manual o despullar el sospitós.
- Utilitzacions científiques:
- L'espectroscòpiade la radiació T pot aportar nova informació enquímicaibioquímica.
- Recentment s'han desenvolupat mètodes d'espectroscòpia itomografiaen el camp de les radiacions T que s'han mostrat eficients per tal d'obtenir mesures i imatges de mostres que eren opaques a les radiacions de les zonesvisibleiinfraroig properde l'espectre. Aquestes tècniques només són utilitzables quan la mostra a analitzar és molt prima o presenta una baixaabsorbància,atès que és molt difícil diferenciar els canvis en el pols de la radiació T causats per la mostra dels produïts per les fluctuacions de la font de làser que proveeix la radiació. Tanmateix aquestes tècniques d'espectroscòpia i tomografia produeixen una radiació que és al mateix tempscoherenti de banda ampla, per tant, les imatges que produeix poden contenir molta més informació que les imatges convencionals obtingudes amb una font d'una única freqüència.
- Una de les utilitzacions bàsiques de les ones amb longitud d'ona per sota del mil·límetre és l'estudi de lamatèria condensadasota camps magnètics forts, atès que per aquest tipus de camps (per sobre d'una 15Tesleslesfreqüències de Larmorsón a la banda de longituds d'ona inferiors al mil·límetre.
- Un exemple d'utilització enastronomiaés el projecte internacionalALMA(Atacama Large Millimeter Array).
- Comunicacions:
- Les utilitzacions potencials serien en el camp de lestelecomunicacionsen altures on el vapor d'aigua provoca una absorció del senyal, serien les comunicacions entreavionsisatèl·litso entre satèl·lits.
- Indústria:
- S'han proposat moltes possibles utilitzacions de les radiacions T basades en la seva utilització en sensors i per l'obtenció d'imatges,control de qualitat,monitoratge de processos de fabricació. Aquestes utilitzacions aprofitarien el fet que el cartró i el plàstic són transparents als reigs T fent possible la inspecció d'objectes embalats.
Referències
[modifica]Bibliografia
[modifica]- (anglès)Quasioptical systems: Gaussian beam quasioptical propagation and applications, Paul F. Goldsmith, IEEE Press
- (anglès)Millimeter wave spectroscopy of solids, editat per G. Grüner, Springer
- (anglès)Detection of light: from the ultraviolet to the submillimeter, George Rieke, Cambridge
- (anglès)Modern millimeter-wave technologies, Tasuku Teshirogi and Tsukasa Yoneyama, eds, IOS press
- (anglès)Optoelectronic techniques for microwave and millimeter-wave engineering William Robertson, Artech
- (anglès)"Revealing the Invisible". Ian S. Osborne, RevistaScienceAgost2002;297: 1097.
Vegeu també
[modifica]Enllaços externs
[modifica]- (anglès)Shadowy T-rays: Hunting Tumors and Exploring the Universe
- (anglès)Article a la revistaNature14 de novembre del2002
- (anglès)Informació sobre la utilització dels raigs T en astronomia (PDF)