Laser z powietrza

Metodę wykrywania min na odległość opracowali Amerykanie

Publikacja: 01.02.2011 00:36

Laser z powietrza

Foto: AFP

– Jesteśmy w stanie wysłać impuls laserowy i otrzymać inny z samego powietrza – powiedział prof. Richard Miles z Princeton University. – Powrotna wiązka działa na cząsteczki w powietrzu i w ten sposób rejestrowane są nawet niewielkie ślady obcych substancji.

Badania nad tym urządzeniem zlecone zostały przez rządowe Office of Naval Research, a wyniki opisane w najnowszym wydaniu magazynu „Science”. Technika wykorzystuje światło ultrafioletowe i różni się od tradycyjnych metod wykorzystania lasera. Wysłana wiązka nie odbija się od przeszkody. Powstaje nowa, wygenerowana przez atomy tlenu.

[srodtytul]Na psi nos [/srodtytul]

Laser z Princeton skupia światło na podobnej zasadzie jak soczewka światło słoneczne. Jeśli skupione zostanie w jednym punkcie, może wypalić dziurę w drewnie. Elektrony w atomach tlenu zostają gwałtownie wzbudzone do stanu bardzo wysokiej energii. Wiązka lasera ultrafioletowego sprawia, że atomy tlenu w punkcie badanego powietrza stają się „podekscytowane” przez wzbudzone elektrony. W powietrzu powstaje „cylinder” z „podekscytowanych” atomów tlenu długości ok. 1 mm. Kiedy impuls lasera się kończy, atomy powracają do poprzedniego stanu i emitują światło w podczerwieni. Część tego światła wędruje przez ten „cylinder” i zostaje wzmocniona. Powstaje wiązka laserowa, która wraca. Czujnik, jakiego naukowcy używają do analizy tego laserowego promienia, pozwala wykryć związki chemiczne w powietrzu.

Ten „powietrzny laser” okazuje się potężniejszym narzędziem od wszystkich dotychczas stosowanych w analizach chemicznych na odległość.

– Ogólnie rzecz biorąc, jeśli chcemy wiedzieć, jakie zanieczyszczenia znajdują się w powietrzu, musimy pobrać próbki do analizy – powiedział Miles. – Ale na odległość jest to niemożliwe. Jeśli bomba jest zakopana na drodze, próbki powietrza w jej pobliżu będą zawierały cząsteczki materiału wybuchowego, mogłyby je wykryć specjalnie szkolone psy. Ale na pewno nie z odległości. To samo w przypadku niebezpiecznych gazów. Nie można ich wykryć, jeśli nie znajdziemy się w ich zasięgu. Podobnie jak gazów cieplarnianych wysoko w atmosferze. Ich wykrycie jest praktycznie niemożliwe.

[srodtytul]Bezpieczny w terenie [/srodtytul]

Dotychczas stosowane metody wykrywania zanieczyszczeń przez lasery sprowadzały się do badania odbitej wiązki światła. Takie metody są stosowane np. do pomiaru grubości chmur. Nie ma możliwości zidentyfikowania konkretnych cząsteczek chemicznych w tych zanieczyszczeniach. Na to lasery nie są wystarczająco czułe.

Wiązka powracająca do czujnika opracowanego przez naukowców z Princeton jest tysiące razy mocniejsza niż generowana przez tradycyjne lasery używane do mierzenia zanieczyszczeń na odległość. Nowy laser pozwala oszacować, jak wiele ich jest w powietrzu, i je zidentyfikować.

Mocniejszy sygnał daje nadzieję na zastosowanie metody badaczy z Princeton do wykrywania nawet śladowych ilości związków z materiałów wybuchowych. Wszystkie uwalniają jakieś charakterystyczne związki, ale niektóre naprawdę w minimalnych ilościach.

Sztuka polega na tym, aby je wykryć. Naukowcy myślą o zastosowaniu urządzenia na tyle małego, aby dało się je umieścić np. czołgach poruszających się w niebezpiecznym terenie. Lasery pozwoliłyby skanować teren, gdzie mogą znajdować się miny.

Na razie badaczom udało się uzyskać jedynie urządzenie laboratoryjne, które działa na odległość pół metra. Ale prace trwają, a naukowcy są przekonani, że wkrótce opracują znacznie doskonalsze urządzenie.

[i]Masz pytanie, wyślij e-mail do autora, [mail=k.urbanski@rp.pl]k.urbanski@rp.pl[/mail][/i]

– Jesteśmy w stanie wysłać impuls laserowy i otrzymać inny z samego powietrza – powiedział prof. Richard Miles z Princeton University. – Powrotna wiązka działa na cząsteczki w powietrzu i w ten sposób rejestrowane są nawet niewielkie ślady obcych substancji.

Badania nad tym urządzeniem zlecone zostały przez rządowe Office of Naval Research, a wyniki opisane w najnowszym wydaniu magazynu „Science”. Technika wykorzystuje światło ultrafioletowe i różni się od tradycyjnych metod wykorzystania lasera. Wysłana wiązka nie odbija się od przeszkody. Powstaje nowa, wygenerowana przez atomy tlenu.

Pozostało 84% artykułu
Materiał Promocyjny
Kod Innowacji - ruszył konkurs dla firm stawiających na nowe technologie w komunikacji z konsumentami
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Materiał Promocyjny
Polska na czele rewolucji technologii kwantowych
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska