เทคนิคใหม่สามารถตรวจจับวัตถุระเบิด ก๊าซอันตรายได้อย่างรวดเร็วจากระยะไกล

นักวิจัยของมหาวิทยาลัยมิชิแกนได้พัฒนาวิธีการที่ใช้เลเซอร์ซึ่งสามารถใช้ในการตรวจจับสารเคมี เช่น วัตถุระเบิดและก๊าซอันตรายได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ในที่สุด วิธีนี้สามารถใช้กับระบบที่วางไว้ในสนามบิน เพื่อการตรวจสอบสิ่งแวดล้อมของสารมลพิษ บาร์โค้ด หรือแม้แต่ในสนามรบ ผู้เขียน Steven Cundiff ศาสตราจารย์ฟิสิกส์จาก College of Literature, Science และ the Arts กล่าว การศึกษาที่ดำเนินการโดยนักวิจัยฟิสิกส์ Bachana Lomsadze เผยแพร่ในScience วิธีการของ Lomsadze และ Cundiff รวมสองเทคนิคที่ช่วยเพิ่มความเร็วในการตรวจจับสารเคมีด้วยเลเซอร์ในขณะที่ทำได้อย่างแม่นยำ เทคนิคแรกมีพื้นฐานมาจากแนวคิดเดียวกันกับนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโทรสโกปี ซึ่งใช้ความถี่วิทยุเพื่อระบุโครงสร้างของโมเลกุล ที่นี่ นักวิจัยใช้วิธีที่เรียกว่า multi-dimensional coherent spectroscopy หรือ MDCS MDCS ใช้พัลส์เลเซอร์แบบ ultrashort เพื่ออ่านประเภทของก๊าซ เช่น บาร์โค้ด เมื่อนักวิทยาศาสตร์สะท้อนพัลส์เลเซอร์ผ่านส่วนผสมของก๊าซ พัลส์เหล่านั้นสามารถ "อ่าน" ความยาวคลื่นเฉพาะของแสงหรือสีที่ก๊าซนั้นดูดซับไว้ได้ Cundiff กล่าวว่า "ถ้าคุณมีแสงผ่านก๊าซ และยกตัวอย่างเช่น คุณใช้ปริซึมเพื่อแยกแสงสีขาวออกเป็นแสงสี ในสเปกตรัมสีรุ้ง คุณจะเห็นว่ามีแถบสีดำ" Cundiff กล่าว "แถบสีดำเกือบจะให้บาร์โค้ดที่บอกคุณว่าโมเลกุลอยู่ในตัวอย่างชนิดใด" นักวิทยาศาสตร์กำลังหาวิธีที่คล้ายกันและง่ายกว่า โมเลกุลที่สำคัญจำนวนมากมีสเปกตรัมที่เข้มข้นมากสำหรับแสงบางสี แม้ว่า "สี" จริงๆ แล้วอาจอยู่ในแสงอินฟราเรด ดังนั้นตามนุษย์จึงมองไม่เห็น ซึ่งทำให้สามารถระบุสีเหล่านี้ได้ง่าย แต่สิ่งนี้กลายเป็นเรื่องยากเมื่อนักวิทยาศาสตร์พยายามระบุก๊าซในส่วนผสม ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์พึ่งพาการเปรียบเทียบสิ่งที่พวกเขาวัดกับแคตตาล็อกของโมเลกุล ซึ่งเป็นกระบวนการที่ต้องใช้คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงและเวลาจำนวนมาก Cundiff กล่าวว่า "มันเหมือนกับการพยายามดูลายนิ้วมือของคนสามคนที่ทับกัน นี่เป็นอุปสรรค์ในการใช้วิธีการเหล่านี้ในสถานการณ์จริง" Cundiff กล่าว "วิธีการของเราใช้เวลาประมาณ 15 นาทีถึงสองสามชั่วโมงโดยใช้แนวทาง MDCS แบบดั้งเดิม"