Fizycy z Rosyjskiej Akademii Nauk stworzyli generator promieniowania T zdolnego do niszczenia konstrukcji metalowych w sposób nieznany nauce i przetestowali go w działaniu - wynika z artykułu opublikowanego w czasopiśmie Physical Review Letters.
Promieniowanie terahercowe jest jednym z najbardziej obiecujących obszarów badań w dziedzinie optyki, mikroelektroniki i innych dziedzin zaawansowanych technologii. W przyszłości fale tego typu mogą być przystosowane do ultraszybkiego przesyłania informacji, monitorowania pracy żywych komórek w czasie rzeczywistym i wielu innych celów.
Michaił Agranat ze Wspólnego Instytutu Wysokich Temperatur Rosyjskiej Akademii Nauk w Moskwie i jego współpracownicy odkryli, że promieniowanie terahercowe może być również wykorzystywane do innych celów, po stworzeniu urządzenia zdolnego do wytwarzania promieni T o bardzo dużym natężeniu.
Kiedy takie promienie zderzają się z „nieprzezroczystą” dla nich materią, taką jak metal czy woda, pochłania je. W tym przypadku promienie wytwarzają pola elektryczne, których moc może się znacznie różnić. W przeszłości, jak zauważyli rosyjscy badacze, natężenie tych pól było niskie i interesowało ich, jak zmieni się zachowanie „półprzezroczystej” materii wraz ze wzrostem natężenia tych pól.
W tym celu fizycy zmontowali i przetestowali unikalny „laser” terahercowy, który umożliwia wytworzenie pola elektromagnetycznego o napięciu do 100 milionów woltów na centymetr długości, co w przybliżeniu odpowiada polom występującym podczas uderzenia pioruna. Zdaniem naukowców żadna instalacja na świecie nie może osiągnąć takich wskaźników.
Eksperymentując z tym emiterem, naukowcy wypalili nim aluminiowe płyty i folie, zmieniając moc promieni i ich inne właściwości. W pewnym momencie impuls promieniowania T przebił dziurę w folii, co bardzo zaskoczyło Agranata i jego współpracowników - jak wcześniej sądzili naukowcy, promieniowanie terahercowe powinno szybko zanikać podczas przechodzenia przez metal i nie powodować żadnych szkód.
Po odkryciu tego zjawiska fizycy próbowali je powtórzyć i znaleźć granicę, na której promieniowanie terahercowe zaczyna niszczyć metal. Obserwacje wykazały, że do przepalenia potrzebny jest dostatecznie silny impuls o gęstości około 150 miliwatów na centymetr kwadratowy.
Jeśli moc emitera zmniejszy się choćby o najmniejszą wartość, to nie pojawi się dziura w blaszce, ale na jej powierzchni zaczną pojawiać się „blizny”.
Film promocyjny:
„Znaleźliśmy bardzo zaskakujący efekt. Przy dużej liczbie impulsów o mocy poniżej progu pojawia się dziwny, niezwykły rodzaj zniszczenia. Nie udało się jeszcze tego wyjaśnić, ale przynajmniej przyjęliśmy mechanizm jego inicjacji. Uważamy, że dzieje się tak z powodu elektrostrykcji, czyli wzrostu objętości materiału pod wpływem pola elektrycznego”- zauważa fizyk.
W najbliższej przyszłości Agranat i jego koledzy planują kontynuować eksperymenty, podczas których mają nadzieję zrozumieć, dlaczego promienie T zaczynają „wypalać” dziury w metalu dopiero po osiągnięciu określonej gęstości energii i dlaczego słabsze impulsy fal terahercowych pozostawiają „rysy” na powierzchni. Same emitery tego rodzaju mogą być używane do precyzyjnej obróbki metali i do innych celów.