Những điều ít biết về tia T

Lâu nay, người ta nói nhiều đến tia X giúp phát hiện xương gãy, hay sóng cực ngắn làm nóng cơ thể, mà ít biết tia T - một thành phần cũng thuộc phổ điện từ - có thể nhìn xuyên qua quần áo, xác định thuốc nổ và ma tuý, nhận diện khối u, thậm chí là khám phá vũ trụ.

Một người đàn ông quần áo chỉnh tề được chụp ảnh bởi chiếc camera sóng milimetric. Chú ý khẩu súng được giấu kỹ. Camera tia T được cho là tương tự nhưng mạnh hơn. (Ảnh: LiveScience)

Phổ điện từ trải dài từ sóng radio có bước sóng dài đến tia X và các tia gamma có bước sóng ngắn, năng lượng cao. Nằm giữa sóng cực ngắn (microwave) và tia X, ở vùng phổ ít được nghiên cứu nhất, là các tia T, hay bức xạ terahertz - loại bức xạ phổ biến nhất trong vũ trụ.

Nếu bạn chưa từng nghe nói về tia T, thì đó là bởi các nhà khoa học đã gặp khó khăn trong việc khai thác chúng. Mặc dù bài báo khoa học đầu tiên về vấn đề này được ấn bản từ năm 1890, nhưng đến tận bây giờ, người ta vẫn phải đối mặt với những thách thức trong việc nghiên cứu và phát triển những công nghệ giúp tạo ra, phát hiện và điều khiển tia T.

Với nhiều nguồn và các máy dò bức xạ terahertz hiệu quả hơn, các nhà nghiên cứu từ thập kỷ trước đã bắt đầu phát triển những bộ lọc và các máy tạo tia để điều khiển tia T.

"Ở thời điểm này công nghệ nói trên còn rất non trẻ. Terahertz hiện mới chỉ như tia X vào năm 1905", kỹ sư điện Daniel Mittleman, từ phòng thí nghiệm tia T ở Trường ĐH Rice nhận xét.

Nhiều loại vật liệu thông dụng, như quần áo, chất dẻo và gỗ trở nên trong suốt dưới ảnh chụp terahertz. Ngoài ra, các vật liệu sẽ hấp thụ bức xạ này ở những tần số khác nhau, tuỳ vào mỗi loại. Dựa trên tần số hấp thụ - đặc điểm duy nhất giống như "dấu vân tay" - các nhà nghiên cứu có thể xác định được những loại chất nổ và ma tuý nào đó.

Chẳng hạn, một chiếc phong bì chứa chất bột màu trắng trông bí ẩn và có vẻ nguy hiểm với mắt thường. Nhưng với sự giúp đỡ của ảnh chụp tia T, nhân viên bưu điện có thể xác định ngay thứ bột này có chứa aspirin hay methamphetamine (một chất gây nghiện) hay không. Các khối thuốc nổ cũng sẽ dễ dàng được xác định dù đã giấu kỹ trong túi xách.

Ảnh tia T cho thấy vết xước trên chắn bùn của xe hơi, mà các loại ảnh thông thường không nhìn thấy. (Ảnh: LiveScience)

Công nghệ này cũng đang được sử dụng tại một số bệnh viện như là một công cụ chẩn đoán mới, không xâm lấn nhằm tìm kiếm những khối u. Kỹ thuật sẽ cắt giảm chi phí và các cơn đau như trong các công cụ chẩn đoán trước đây.

Trong khi đó, các nhà khoa học tại Trường ĐH Liverpool, Anh, hy vọng có thể tiêu diệt những tế bào ung thư da bằng việc chiếu bức xạ terahertz. Các hãng sản xuất thuốc lá như Phillip Morris đang tìm kiếm những cách thức mới để sử dụng tia T trong việc kiểm soát chất lượng trong nhà máy.

Các công ty dược cũng sử dụng những giải pháp công nghệ cao, điều chỉnh hàm lượng thuốc mà không cần đặt tay vào đó. Kỹ thuật chụp ảnh Terahertz thậm chí còn đo được độ dày của lớp vỏ áo bọc ngoài một viên thuốc.

Với sự giúp đỡ của một hệ thống chụp ảnh tia T, do công ty Picometrix có trụ sở tại Michigan chế tạo, NASA có thể phát hiện ra những khiếm khuyết nhỏ của lớp xốp cách nhiệt trên các tàu con thoi. Ngoài ra, tia T còn có nhiều ứng dụng thiên văn quan trọng khác. Đài quan sát vũ trụ Herschel, một vệ tinh dự kiến được phóng vào năm 2008 là phiên bản terahertz của kính thiên văn Hubble. Tại Chile, người ta cũng đang xây dựng trung tâm ALMA, sẽ theo dõi bước sóng terahertz với hy vọng phát hiện các vật thể trong giai đoạn nguyên thủy của vũ trụ.

Tia T được sử dụng để chụp ảnh một chiếc lá
khi bị khử nước và sau khi bổ sung nước
(Ảnh: LiveScience)

T. An