Raigs T
De Viquip??dia
Els raigs T s??n una forma de radiaci?? electromagn??tica d'alta freq????ncia. A l'espectre electromagn??tic s??n situats a la zona de frequ??ncies que va dels 300 gigahertzs (3x1011 Hz) als 3 terahertzs ( 3x1012 Hz), la seva longitud d'ona va d'un mil??l??metre a 100 micr??metres. ??s a dir, aquest tipus de radiaci?? ??s situada entre les microones i la radiaci?? infraroja.Els raigs T tenen un gran poder de penetraci??, poper al dels raigs X i permeten veure a trav??s de qualsevol cosa excepte els objectes carregats el??ctricament, l'aigua i els metalls.
Taula de continguts |
[edita] Introducci??
De la mateixa manera que les microones i la radiaci?? infraroja, els raigs T acostumen a propagar-se en l??nia de mira (line of sight propagation en angl??s). Els raigs T no s??n un tipus de radiaci?? ionitzant i comparteix amb les microones la capacitat de penetrar molts tipus de materials no conductors. Podem passar a trav??s de roba, paper, cartr??, fusta, ma??oneria, pl??stic o cer??mica. Tamb?? poden travessar la boira o els n??vols per?? no ho poden fer amb els metalls i l'aigua.
L'atmosfera terrestre absorbeix la major part de la radiaci?? T, aix?? fa que el seu abast sigui for??a limitat, limitant tamb?? la seva utilitzaci??. La producci?? i la detecci?? d'una radiaci?? T coherent va ser un desafiament tecnol??gic a la d??cada del 1990
[edita] Fonts
At??s que els raigs T s??n emesos, com a part de la radiaci?? d'un cos negre, a temperatures per sobre de 10 kelvins es tracta d'una radiaci?? feble. El 2004 les ??niques fonts efectives de radiaci?? T eren el girotr??, el BWO (Backward wave oscillator), el l??ser infraroig lluny?? (FIR laser), el l??ser de cascada qu??ntica, el l??ser d'electrons lliures, les fonts de llum de sincrotr?? utilitzades en espectrosc??pia de domini temporal dels raigs T. Les primeres imatges que es van generar utilitzant radiaci?? T daten de la d??cada de 1960, tanmateix va ser a partir de 1995 quan es va experimentar un gran progr??s en el camp de la ci??ncia i la tecnologia d'aquest tipus de radiaci?? i es va encunyar el terme ???raigs T???.
Tamb?? hi ha fonts d'estat s??lid d'ones de longitud d'ona inferior al mil??l??metre des de fa for??a anys. La companyia AB Millimeter produeix a Par??s un sistema que abasta tot el rang entre 8 Ghz i 1000 Ghz amb fonts i detectors d'estat s??lid. Avui dia la majoria del treball en el camp dels dominis temporals es fa amb l??sers ultrarr??pids.
A finals del 2007, cient??fics del Laboratori d'Argonne del Departament d'Energia dels Estats Units liderats per Ulrich Welp i en col??laboraci?? amb d'altres a Turquia i Jap?? van anunciar la creaci?? d'un giny compacte que pot conduir a una font de radiaci?? T port??til i alimentada amb bateries[1].
Les noves fonts de radiaci?? T creades a l'Argonne utilitzen cristalls superconductors a alta temperatura desenvolupats a la Universitat de Tsukuba al Jap??. Aquests cristalls s??n composats per piles d'unions Josephson que presenten una caracter??stica el??ctrica ??nica: quan s'els aplica un voltatge extern, un corrent el??ctric altern travessa les unions a una freq????ncia proporcional a la magnitud el voltatge; aquest fenomen ??s conegut com a efecte Josephson. Aquest corrent altern produeix camps electromagn??tics amb una freq????ncia relacionada amb el voltatge aplicat. Fins i tot un petit voltatge, al voltant de 2 mil??livolts per uni??, pot induir freq????ncies dins del rang de les radiacions T, segons Ulrich Welp.
[edita] Utilitzacions te??riques i en desenvolupament
- Obtenci?? d'imatges per a utilitzacions m??diques:
- Els raigs T ??s un tipus de radiaci?? no ionitzant, i per tant, al contrari que els raigs X, no s'espera que causi danys als teixits o a l'ADN. Algunes freq????ncies de la radiaci?? T pot penetrar varis mil??l??metres els teixits amb poc contingut d'aigua i reflexar-se, com per exemple en el cas del teixit adip??s. Els raigs T tamb?? detecten difer??ncies en la densitat i en el contingut d'aigua als teixits. aquest m??todes poden ajudar a la detecci?? de c??ncer als teixits epitelials amb m??todes menys invasius i dolorosos utilitzant imatges.
- Algunes freq????ncies de la radiaci?? T es poden utilitzar per a l'obtenci?? d'imatges tridimensionals de les dents que poden ser m??s precises i segures que les convencionals obtingudes amb els raigs X en odontologia.
- Seguretat:
- La radiaci?? T pot travessar la roba i el pl??stic, per aix?? es pot utilitzar en tasques de vigil??ncia, per exemple per descobrir i visualitzar objectes o armes amagades. Aquest ??s un camp potencialment important en tant que alguns tipus de materials com els explosius pl??stics nom??s es poden detectar dintre del rang de la radiaci?? T, que ofereix la possibilitat de combinar la identificaci?? espectral amb la imatge. Tanmateix la utilitzaci?? de la radiaci?? T genera controv??rsia a causa de la invasi?? de la privacitat a causa de la seva capacitat d'obtenir imatges detallades del cos hum?? a trav??s de la roba. Els seus defensors argumenten que ??s una t??cnica menys intrusiva que l'escorcoll manual o despullar el sospit??s.
- Utilitzacions cient??fiques:
- L'espectrosc??pia de la radiaci?? T pot aportar nova informaci?? en qu??mica i bioqu??mica.
- Recentment s'han desenvolupat m??todes d'espectrosc??pia i tomografia en 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 zones visible i infraroig proper de l'espectre. Aquestes t??cniques nom??s s??n utilitzables quan la mostra a analitzar ??s molt prima o presenta una baixa absorb??ncia, at??s que ??s molt dif??cil diferenciar els canvis en el pols de la radiaci?? T causats per la mostra dels produ??ts per les fluctuacions de la font de l??ser que proveeix la radiaci??. Tanmateix aquestes t??cniques d'espectrosc??pia i tomografia produeixen una radiaci?? que ??s al mateix temps coherent i de banda ampla, per tant, les imatges que produeix poden contenir molta m??s informaci?? que les imatges convencionals obtingudes amb una font d'una ??nica freq????ncia.
- Una de les utilitzacions b??siques de de les ones amb longitud d'ona per sota del mil??l??metre ??s l'estudi de la mat??ria condensada sota camps magn??tics forts, at??s que per aquest tipus de camps (per sobre d'una 15 Tesles les freq????ncies de Larmor s??n a la banda de longituds d'ona inferiors al mil??l??metre.
- Un exemple d'utilitzaci?? en astronomia ??s el projecte internacional ALMA (Atacama Large Millimeter Array).
- Comunicacions:
- Les utilitzacions potencials serien en el camp de les telecomunicacions en altures on el vapor d'aigua provoca una absorci?? del senyal, serien les comunicacions entre avions i sat??l??lits o entre sat??l??lits.
- Ind??stria:
- S'han proposat moltes possibles utilitzacions de les radiacions T basades en la seva utilitzaci?? en sensors i per l'obtenci?? d'imatges, control de qualitat, monitoritzaci?? de processos de fabricaci??. Aquestes utilitzacions aprofitarien el fet que el cartr?? i el pl??stic s??n transparents als reigs T fent possible la inspecci?? d'objectes embalats.
[edita] Vegeu tamb??
- Transistor d'heterouni?? bipolar
- Transistor HEMT
[edita] Refer??ncies
- (angl??s) "Revealing the Invisible". Ian S. Osborne, Revista Science Agost 2002; 297: 1097.
- (angl??s) Article a la revista Nature 14 de novembre del 2002
- (angl??s) News and Views a la revista Nature 4 e novembre del 2002
- (angl??s) Instrumentation for millimeter-wave magnetoelectrodynamic investigations... Review of Scientific Instruments, 2000
- (angl??s) "New T-ray Source Could Improve Airport Security, Cancer Detection" Science Daily, 27 de novembre del 2007 [1]
- (angl??s) http://www.mpifr-bonn.mpg.de/staff/kmenten/APEX-flyer-KMM.pdf Informaci?? sobre la utilitzaci?? dels raigs T en astronomia (PDF).
[edita] Llibres
- (angl??s) Quasioptical systems: Gaussian beam quasioptical propagation and applications, Paul F. Goldsmith, IEEE Press
- (angl??s) Millimeter wave spectroscopy of solids, editat per G. Gr??ner, Springer
- (angl??s) Detection of light: from the ultraviolet to the submillimeter, George Rieke, Cambridge
- (angl??s)Modern millimeter-wave technologies, Tasuku Teshirogi and Tsukasa Yoneyama, eds, IOS press
- (angl??s) Optoelectronic techniques for microwave and millimeter-wave engineering William Robertson, Artech
[edita] Enlla??os externs
- (angl??s) Terahertz radiation: applications and sources per Eric Mueller
- (angl??s) Shadowy T-rays: Hunting Tumors and Exploring the Universe
Espectre Electromagn??tic
Radiofreq????ncia | Microones | Raigs T | Infraroig | Espectre Visible | Ultraviolat | Raigs X | Raigs Gamma Visible: Roig | Taronja | Groc | Verd | Cian | Blau | Indi | Violat |