Свет в невидимом зазоре ✎ экспресс

Оригинал: "Broadband THz spectroscopy system beyond 25 THz using BNA crystals and a tunable single-ring-fiber compressor"
arXiv:2601.11764 · 2026-01-16 · CC BY-NC-ND 4.0 · собственный разбор · 1 мин
Лазерный луч растянули и сжали, чтобы увидеть то, что раньше ускользало от приборов.

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.

31 фемтосекунда — это как если бы одна секунда растянулась на 32 миллиона лет.

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.

Учёные
Christian DopplerD. B. McLaughlinDidier QuelozMichel MayorR. A. RossiterJames Clerk Maxwell
Понятия
терагерцовая спектроскопия терагерцовое излучение ближний инфракрасный наногерц нирспек лазерный импульс телескоп Грин-Бэнк