Befoltozzák a t-lyukat

Az elektromágneses színképben a terahertzes hullámok a mikrohullámok és az infravörös sugárzás között helyezkednek el. Rezgésszámuk 300 gigahertz és 30 terahertz közötti, sokkal nagyobb, mint a rádióhullámoké. A terahertzes sugarakkal, röviden T-sugarakkal az eddiginél százszor, ezerszer gyorsabban lehetne képeket és információt továbbítani.

Van azonban egy bökkenő: a T-sugarak detektálása nagyon nehéz. A szokásos rádiótechnikai és optikai módszerekkel nem lehet észlelni őket. Ennek egyik oka, hogy a vételükre alkalmas antennák csak néhány mikrométer méretűek, másrészt a T-hullámok energiája olyan alacsony, hogy nem képesek a szokásos szenzorokat látható, vagy infravörös fény kisugárzására gerjeszteni. Maguknak a hullámoknak a létrehozása is nehéz, az ilyen hullámforrások építése is igen költséges. A terahertzes tartomány eddig fehér folt volt az elektrotechnika térképén és a szakma terahertz-lyukról beszélt.

Lassanként azonban kezd kialakulni a T-hullámok technológiája. A braunschweigi műszaki egyetem laboratóriumában titán-zafír-lézerrel rendkívül rövid fényvillanásokat hoznak létre, amelyek T-hullámokká alakíthatók. A fényágyú másodpercenként 80 millió, egyenként 20 femtoszekundum időtartamú vörös villámot sugároz ki.

A T-hullámok megfelelő modulálással zenei hangok és beszéd továbbítására is alkalmassá tehetők. Ez azonban nem a jövőbeli széles sávú mobiltelefonálás kezdete, hanem kizárólag épületen belüli kapcsolattartásra alkalmas a számítógépek és irodagépek között. Az egyik nehézséget az okozza, hogy a T-hullámok - a fényhez hasonlóan - csak egyenes vonalban terjednek. A braunschweigi kutatók ezért komputerszimulációval vizsgálják, hogy milyen mértékben kell tükrözőeknek lenni a falak belső felületének, és hogyan kell a tükröket elhelyezni, hogy megfelelő hálózat jöjjön létre. A T-sugarak épületen kívüli alkalmazásának a gátja a víz nagy elnyelőképessége: már a levegő páratartalma is néhány tucat méteren belül elnyeli őket.

A még csak gyermekcipőben járó terahertzes adatátvitel költségeire jellemző, hogy csak maga a femtoszekundumos lézerrendszer kereken százezer euróba kerül. A braunschweigi kutatócsoport azonban már kifejlesztett egy félvezető alapú, tízezer euróba kerülő változatot és remélik, hogy néhány éven belül tízszer olcsóbbat és sokkal kisebbet is sikerül. Ez azt jelenti, hogy a rendszer a négy méter hosszú laborasztal helyett egy cigarettásdobozban is elfér. "Kisebb és olcsóbb" - az ESA Star Tiger projektjének is ez volt a célja. 2002 nyarán az ESA hat országból tizenegy tudóst trombitált össze, mindegyikük ennek a területnek a szakembere volt. Elhatározták, hogy kompakt, olcsó kamerával fölveszik egy kéz terahertz-képét.

Négy hónap múlva kész volt a cigarettásdoboz méretű detektor. Két tükör letapogatja a képet és a T-hullámokat a detektorra fókuszálja. Az ember egyszerűen a készülék fölé tartja a kezét és három másodperc múlva megjelenik a detektoron a képe. Megdöbbentő, hogy még 15 mm vastag papírréteg mögött is kirajzolódnak a kéz körvonalai. A készülék felépítéséhez a kereskedelemben kapható olcsó alkatrészeket használtak, például a sugárzás kimutatására tizenkét euróba kerülő diódákat. Ezeket hosszabb hullámokra fejlesztették ki, de T-hullámok tartományában is működnek.

A Star Tiger passzív rendszer. Nincs szüksége saját sugárzásra, hanem a hősugarakhoz hasonlóan mindenütt jelen levő T-hullámokat használja fel. Ilyeneket az emberi test nemcsak kisugároz, hanem a környezetéből származókat vissza is veri. Rövidesen elkészül egy ilyen rendszer prototípusa, amely 25 másodperc alatt letapogatja az embert és képet készít róla.

Noha a T-sugaraknak jelenleg még nincs gyakorlati alkalmazása, számos tulajdonságuk nagy reményeket kelt a szakemberekben. A T-hullámok számára a műanyagok átlátszóak, a ruhán és papíron is úgy mennek át, mintha ott sem volna. Energiájuk viszont milliomodrésze a röntgensugarakénak, ezért az egészségre ártalmatlanok. Felhasználhatók lesznek a légi utasok és csomagok átvilágítására, gyanús levelek vizsgálatára, tartályok töltőtömegének megállapítására, bőrrák felismerésére, be lehet vele látni a beteg fog belsejébe, alkalmas a műanyagok gyártásának ellenőrzésére és szárazföldi aknák földerítésére, génteszt végzésénél a DNS-molekulák festékkel való megjelölés nélküli felismerésére.

Még néhány évig eltart, míg a terahertzes készülékek meghódítják a piacot, de kétségtelen, hogy egy újonnan fölfedezett kontinens partjához értünk.