Эта технология «улавливает» световые волны и может помочь открыть последний рубеж электромагнитного спектра — терагерцовый диапазон.
Так называемые терагерцовые лучи — это световые волны, длина которых слишком велика для человеческого глаза. Теоретически эти световые волны могли бы помочь охранникам в аэропортах обнаруживать химическое и другое оружие, а врачам — получать изображения тканей организма с меньшим вредом для здоровых участков. Однако из-за того, что терагерцовые частоты находятся за пределами возможностей специализированных инструментов, используемых в настоящее время для обнаружения света, ученые до сих пор не могли найти способ их использовать.
Терагерцовый диапазон — это фактически узкая полоска между микроволновым и инфракрасным диапазонами электромагнитного спектра. Сам спектр простирается от самых длинных низкоэнергетических радиоволн, которые доносят до нас музыку, до высокоэнергетических гамма-лучей, возникающих при взрыве ядерных бомб. Терагерцовый диапазон «богат на открытия», но современные детекторы либо громоздки, либо требуют охлаждения для работы.
Новая система потенциально может помочь преодолеть терагерцовый барьер. Ученые создали специальный преобразователь, который позволяет преобразовывать свет в звук, то есть одну форму энергии в другую. По сути, ученые используют детектор для преобразования терагерцового излучения в звук. Звук, который издает детектор, слишком высокочастотный для человеческого уха — это ультразвуковая волна.
«Мы преобразуем рентгеновское излучение в звук, — сказал Джей Гуо, один из исследователей, в пресс-релизе. — Наш детектор чувствительный, компактный и работает при комнатной температуре. Мы создали его, используя нестандартный подход».
Несмотря на то, что ультразвуковые детекторы уже существуют, исследователи создали свой собственный в виде микроскопического пластикового кольца, известного как микрокольцевой резонатор. Затем они подключили свою систему к компьютеру и показали, что с ее помощью можно сканировать и получать изображение алюминиевого креста.
Полученные результаты открывают возможности для использования рентгеновских лучей. Это может иметь огромное значение для будущего сканирования как в медицине, так и в сфере безопасности.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Photonics.