Есть участок света, который долго оставался слепым пятном: от 5 до 15 терагерц. Это не радиоволны и не инфракрасное тепло, а нечто среднее, где молекулы колеблются особенно характерно. Учёные из Германии собрали установку, которая наконец-то заглядывает в этот «новый терагерцовый зазор» и даже дальше — за 25 терагерц.
Секрет — в кристалле с длинным названием BNA. Когда в него бьёт короткий импульс ближнего инфракрасного света, кристалл отзывается вспышкой в том самом невидимом диапазоне. Но чтобы вспышка получилась широкой, как радуга, а не узкой, как лазерная указка, импульс сначала растягивают и сжимают. Его пропускают через полое стекловолокно, заполненное газом, — свет там слегка «размазывается» по цветам, а потом специальная оптика сжимает его до 31 фемтосекунды. Это в миллион раз короче, чем миг между двумя ударами сердца.
В итоге кристалл выдаёт широкий спектр, который можно использовать как линейку: направить на вещество и посмотреть, какие частоты оно поглотило. Так узнают, из каких молекул состоит образец. Раньше для этого нужны были громоздкие и дорогие лазеры, а теперь подойдёт обычный иттербиевый лазер, который уже стоит во многих лабораториях.
Это как получить мощный прожектор из карманного фонарика: источник света остался прежним, но теперь он освещает целую улицу, а не пятачок под ногами.
Терагерцовое излучение проходит сквозь одежду, бумагу и пластик, но не сквозь металл и воду, поэтому его используют в сканерах безопасности в аэропортах.
В сериале «Звёздный путь» медицинский трикодер сканирует пациента за секунды — терагерцовая спектроскопия приближает эту фантастику к реальности.