Μικροτσίπ που χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία terahertz θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε φορητές συσκευές οι οποίες βλέπουν μέσα σε αδιαφανή αντικείμενα, υποστηρίζουν ερευνητές του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνιας. Η νέα τεχνολογία έχει θεωρητικά ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών, από την ασφάλεια των αεροδρομίων μέχρι τη διάγνωση του καρκίνου.
Εδώ και χρόνια πολλά ερευνητικά ιδρύματα προσπαθούν να αξιοποιήσουν τις δυνατότητες των ακτίνων με συχνότητες terahertz, οι οποίες καταλαμβάνουν την περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος ανάμεσα στα μικροκύματα και το άπω υπέρυθρο.
Δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα
Η ακτινοβολία terahertz, με μήκος κύματος μερικά χιλιοστά, διαπερνά τα ρούχα, το χαρτί, το πλαστικό και άλλα υλικά μικρής πυκνότητας ή πάχους, μεταφέρει όμως λιγότερη ενέργεια από ό,τι οι ακτίνες Χ και πιστεύεται ότι δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα.
Οι ακτίνες terahertz έχουν αξιοποιηθεί μεταξύ άλλων σε πειραματικά ασύρματα δίκτυα αλλά και σε σαρωτές που «γδύνουν» τους επιβάτες στα αεροδρόμια και αποκαλύπτουν κρυμμένα όπλα ή εκρηκτικά.
Το πρόβλημα είναι ότι τα συστήματα αυτά είναι ακριβά, ογκώδη και συχνά απαιτούν ψύξη σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες.
Τώρα, ερευνητές του Caltech αναφέρουν ότι ανέπτυξαν τσιπ που λειτουργούν ως μικροσκοπικοί σαρωτές terahertz. Όπως εξηγούν στην επιθεώρηση «Journal of Solid-State Circuits», βασικό εμπόδιο ήταν το γεγονός ότι τα τρανζίστορ των σημερινών τσιπ δεν μπορούν να λειτουργήσουν σε τόσο υψηλές συχνότητες.
Τσιπ που λειτουργεί 300 φορές ταχύτερα
Το εμπόδιο όμως ξεπεράστηκε με μικρές τροποποιήσεις στις τεχνικές που εφαρμόζονται σήμερα για την παραγωγή τσιπ CMOS (συμπληρωματικός ημιαγωγός οξειδίου μετάλλου). «Χρησιμοποιώντας την ίδια τεχνολογία χαμηλού κόστους που χρησιμοποιείται σήμερα στην κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων για κινητά και φορητούς υπολογιστές, δημιουργήσαμε ένα τσιπ πυριτίου που λειτουργεί 300 φορές ταχύτερα» αναφέρει ο Άλι Χαζιμίρι, επικεφαλής της μελέτης. Στην κατασκευή του τσιπ βοήθησε πάντως και η IBM.
Στην επόμενη φάση, η ομάδα του Χαζιμίρι χρησιμοποίησε τα τσιπ σε έναν σαρωτή που μπορεί να στοχεύει τις ακτίνες terahertz σε διάφορες κατευθύνσεις. Όπως έδειξαν τα πειράματα, ο σαρωτής μπόρεσε να εντοπίσει λεπίδες και σφαίρες που είχαν κρυφτεί σε μια λούτρινη κούκλα.
Χρήση ενάντια στην τρομοκρατία αλλά και στην ιατρική
Εκτός όμως του ότι διαπερνούν πολλά αδιαφανή αντικείμενα, οι σαρωτές terahertz μπορούν θεωρητικά να ανιχνεύσουν τη χημική υπογραφή διαφόρων ιστών, βιολογικών όπλων, φαρμάκων και εκρηκτικών.
Αυτό σημαίνει ότι φορητοί σαρωτές terahertz θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν σε απεικονιστικές εξετάσεις για τον καρκίνο ή άλλες ασθένειες, ή ακόμα και για τον υπολογισμό της περιεκτικότητας των τροφίμων σε λίπος.
