Volgens een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters hebben natuurkundigen van de Russische Academie van Wetenschappen een T-straalgenerator gemaakt die in staat is om metalen structuren te vernietigen op een voor de wetenschap onbekende manier, en deze in actie te testen.
Terahertz-straling is een van de meest veelbelovende onderzoeksgebieden op het gebied van optica, micro-elektronica en andere hightechgebieden. In de toekomst kunnen golven van dit type worden aangepast voor ultrasnelle informatieoverdracht, het in realtime monitoren van het werk van levende cellen en voor vele andere doeleinden.
Mikhail Agranat van het Joint Institute for High Temperatures van de Russian Academy of Sciences in Moskou en zijn collega's ontdekten dat terahertz-straling voor andere doeleinden kan worden gebruikt, nadat ze een apparaat hebben gemaakt dat in staat is om T-stralen met zeer hoge intensiteit te produceren.
Wanneer dergelijke stralen voor hen in botsing komen met "ondoorzichtige" materie, zoals metaal of water, worden ze geabsorbeerd. In dit geval wekken de stralen elektrische velden op, waarvan het vermogen sterk kan variëren. In het verleden, zoals Russische onderzoekers opmerken, was de sterkte van deze velden laag, en ze waren geïnteresseerd in hoe het gedrag van "doorschijnende" materie zou veranderen als de intensiteit van deze velden toenam.
Om dit te doen, hebben natuurkundigen een unieke terahertz "laser" geassembleerd en getest waarmee je een elektromagnetisch veld kunt creëren met een spanning tot 100 miljoen volt per centimeter lengte, wat ongeveer gelijk is aan de velden die optreden bij blikseminslag. Volgens wetenschappers kan geen enkele installatie ter wereld dergelijke indicatoren bereiken.
Door met deze zender te experimenteren, schoten wetenschappers ermee aluminium platen en films, waardoor de kracht van de stralen en hun andere eigenschappen veranderden. Op een bepaald moment sloeg een T-straalpuls een gat in de folie, wat Agranat en zijn collega's enorm verbaasde - zoals wetenschappers eerder dachten, zou terahertz-straling snel moeten vervallen wanneer ze door het metaal beweegt en het geen schade toebrengen.
Nadat ze dit fenomeen hadden ontdekt, probeerden natuurkundigen het te herhalen en de grens te vinden waar terahertz-straling het metaal begint te vernietigen. Waarnemingen hebben aangetoond dat een voldoende sterke impuls nodig is om door te branden, met een energiedichtheid van ongeveer 150 milliwatt per vierkante centimeter.
Als het vermogen van de zender zelfs met de kleinste waarde afneemt, zal het gat in de metalen plaat niet verschijnen, maar zullen er "littekens" op het oppervlak verschijnen.
Promotie video:
“We vonden een heel verrassend effect. Met een groot aantal pulsen met een vermogen onder de drempel, verschijnt een vreemde, ongebruikelijke soort vernietiging. Het is nog niet mogelijk geweest om het uit te leggen, maar we hebben tenminste het mechanisme van de inwijding aangenomen. We denken dat dit komt door elektrostrictie, een toename van het volume van het materiaal onder invloed van een elektrisch veld”, merkt de natuurkundige op.
In de nabije toekomst zijn Agranat en zijn collega's van plan om door te gaan met experimenten, waarin ze hopen te begrijpen waarom T-stralen alleen gaten in het metaal beginnen te "branden" wanneer een bepaalde energiedichtheid is bereikt en waarom minder krachtige pulsen van terahertz-golven "krassen" op het oppervlak achterlaten. Zelf emitters van deze soort kunnen worden gebruikt voor fijne bewerking van metalen en andere doeleinden.
