Radiazione Terahertz

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La radiazione Terahertz, onda Terahertz o anche detta raggio T è una radiazione elettromagnetica con uno spettro tra i 300 GHz e i THz, corrispondente all'intervallo di lunghezza d'onda submillimetrica tra 1 millimetro (la più alta frequenza delle microonde) e 100 micrometri. Non è visibile dall'occhio umano, avendo lunghezza d'onda maggiore di quella da esso percepibile (spettro visibile).

Il laser a cascata quantica (QCL) è attualmente il mezzo migliore per generare radiazione elettromagnetica nella gamma ancora inesplorata dei terahertz.

La radiazione Terahertz non è ionizzante e condivide, con le microonde, la capacità di attraversare una quantità di materiali che non conducono elettricità. La radiazione può attraversare i vestiti, la carta, il cartone, il legno, il cemento, la plastica e la ceramica. Non può attraversare l'acqua e i metalli.[1]

La radiazione Terahertz ha una lunghezza d'onda tra 100 micrometri e 1 millimetro.

Emissione[modifica | modifica wikitesto]

La radiazione Terahertz viene emessa come parte della radiazione dei corpi neri, da qualunque cosa che abbia una temperatura superiore ai 10 kelvin, o -263 gradi Celsius. Questa emissione termica è molto debole ma le osservazioni effettuate su queste frequenze sono importanti per conoscere la polvere fredda (intorno ai 10-20 kelvin) nel mezzo interstellare della Via Lattea e in galassie starburst. Tra i telescopi che operano in queste bande vi sono il James Clerk Maxwell Telescope, il Caltech Submillimeter Observatory e il Submillimeter Array presso l'osservatorio di Mauna Kea nelle Hawaii. L'opacità dell'atmosfera terrestre a queste radiazioni submillimetriche richiede che gli osservatori siano situati a grandi altitudini o nello spazio.

Nella metà del 2007, degli scienziati negli Stati Uniti d'America, con la collaborazione di Turchia e Giappone, hanno annunciato la creazione di un dispositivo compatto che può condurre a fonti caricate a batteria che producono raggi T. Il gruppo era capeggiato da Ulrich Welp della Divisione di Scienza Materiale del laboratorio di Argonne.[2] Questa fonte di raggi T usa cristalli superconduttori ad alta temperatura, costruiti all'Università di Tsukuba, in Giappone. Questi cristalli esibiscono l'effetto Josephson, con correnti alternate che producono campi elettromagnetici la cui frequenza è regolata dal voltaggio applicato. Anche un piccolo voltaggio, sui 2 millivolt per giunzione, può causare l'emissione di frequenze nel campo terahertz, secondo Welp.

Nel 2008, degli ingegneri all'università di Harvard hanno annunciato di aver costruito un semiconduttore che fornisce onde Terahertz coerenti. Fino a quel periodo le fonti richiedevano un raffreddamento criogenico.[3]

Nel 2009 è stato dimostrato che onde Terahertz vengono prodotte quando si rimuove del nastro adesivo. Lo spettro della radiazione emanata ha un picco assoluto intorno ai 2 THz e una picco più largo sui 18 THz. La radiazione non è polarizzata, e il meccanismo per cui viene generata è l'effetto triboelettrico, con la carica triboelettrica del nastro adesivo e seguente scarica.[4]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ JLab crea luce terahertz ad alta potenza.
  2. ^ Science News: New T-ray Source Could Improve Airport Security, Cancer Detection, ScienceDaily (Nov. 27, 2007).
  3. ^ Degli ingegneri dimostrano il primo semiconduttore fonte di radiazione Terahertz coerente, Physorg.com. maggio 2008
  4. ^ La rimozione del nastro adesivo produce radiazioni a frequenze terahertz www.opticsinfobase.org, 6 agosto 2009

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Yin XX, Kong KM, Lim JW, Ng BW, Ferguson B, Mickan SP, Abbott D, Enhanced T-ray signal classification using wavelet preprocessing, Med Biol Eng Comput, Giu 2007, 1;45(6):611-6.
  • Zandonella C, Terahertz imaging: T-ray specs, Nature, Ago 2003, 14;424(6950):721-2.
  • Ferguson B, Wang S, Gray D, Abbott D, Zhang XC, Towards functional 3D T-ray imaging, Phys Med Biol, Nov 2002, 7;47(21):3735-42.
  • Zhang XC, Terahertz wave imaging: horizons and hurdles, Phys Med Biol, Nov 2002, 7;47(21):3667-77.
  • Wang S, Yuan T, Walsby ED, Blaikie RJ, Durbin SM, Cumming DR, Xu J, Zhang XC, Characterization of T-ray binary lenses, Opt Lett, Lug 2002, 1;27(13):1183-5.
  • Ferguson B, Wang S, Gray D, Abbot D, Zhang XC, T-ray computed tomography, Opt Lett, Ago 2002, 1;27(15):1312-4.
  • Wynne K, Jaroszynski DA, Superluminal terahertz pulses, Opt Lett, Gen 1999, 1;24(1):25-7.
  • Mittleman DM, Hunsche S, Boivin L, Nuss MC, T-ray tomography, Opt Lett, Giu 1997, 15;22(12):904-6.