Οι επιστήμονες δείχνουν ότι η φασματοσκοπία κβαντικής υπέρυθρης ακτινοβολίας μπορεί να επιτύχει φασματοσκοπικές μετρήσεις εξαιρετικά broadband
Μια ομάδα επιστημόνων από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) και το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Boulder έδειξαν ότι η φασματοσκοπία της κβαντικής υπέρυθρης ακτινοβολίας μπορεί να επιτύχει φασματοσκοπικές μετρήσεις εξαιρετικά broadband. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους για την ανάλυση των υλικών και την ανίχνευση χημικών ουσιών.
Η φασματοσκοπία κβαντικής υπέρυθρης ακτινοβολίας χρησιμοποιεί τις ιδιότητες της κβαντικής μηχανικής για τη μέτρηση των ενεργειακών επιπέδων των μορίων. Αυτό μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με τη μοριακή δομή και τη σύνθεση. Ωστόσο, η παραδοσιακή υπέρυθρη φασματοσκοπία περιορίζεται από το εύρος ζώνης των πηγών φωτός και των ανιχνευτών που χρησιμοποιούνται. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να μετρήσει μόνο ένα στενό φάσμα συχνοτήτων κάθε φορά.
Η ομάδα NIST ξεπέρασε αυτόν τον περιορισμό χρησιμοποιώντας ένα κβαντικό λέιζερ (QCL). Τα QCLs είναι λέιζερ ημιαγωγών που μπορούν να εκπέμπουν φως σε πολύ υψηλές συχνότητες. Αυτό επέτρεψε στην ομάδα να μετρήσει ένα πολύ ευρύτερο φάσμα συχνοτήτων από ό, τι ήταν εφικτό.
Η ομάδα χρησιμοποίησε τη νέα τεχνική τους για να μετρήσει τα δονητικά φάσματα πολλών μορίων, συμπεριλαμβανομένου του νερού, του διοξειδίου του άνθρακα και του μεθάνιο. Ήταν σε θέση να αποκτήσουν φάσματα υψηλής ανάλυσης που αποκάλυψαν νέες λεπτομέρειες σχετικά με τη μοριακή δομή.
Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους για την ανάλυση των υλικών και την ανίχνευση χημικών ουσιών. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό ρύπων στο περιβάλλον ή για την ανάπτυξη νέων ιατρικών διαγνωστικών.
Τα ευρήματα της ομάδας δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Photonics.
Βασικά ευρήματα:
* Η φασματοσκοπία της κβαντικής υπέρυθρης ακτινοβολίας μπορεί να επιτύχει φασματοσκοπικές μετρήσεις εξαιρετικά broadband.
* Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους για την ανάλυση υλικών και την ανίχνευση χημικών ουσιών.
* Η ομάδα NIST χρησιμοποίησε ένα κβαντικό λέιζερ Cascade (QCL) για να ξεπεράσει τους περιορισμούς της παραδοσιακής υπέρυθρης φασματοσκοπίας.
* Η ομάδα ήταν σε θέση να αποκτήσει φάσματα υψηλής ανάλυσης που αποκάλυψαν νέες λεπτομέρειες σχετικά με τη μοριακή δομή.
Μελλοντικές επιπτώσεις:
* Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους για την ανάλυση υλικών και την ανίχνευση χημικών ουσιών.
* Για παράδειγμα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό ρύπων στο περιβάλλον ή για την ανάπτυξη νέων ιατρικών διαγνωστικών.
