世界准备好迎接太赫兹射线了吗?

Invisible to the eye and undetectable by most sensors, the small frequency of light called terahertz has eluded scientists for more than a century. That is finally changing — and revealing some amazing visuals in the process.

这种被称为太赫兹的微小光频肉眼不可见,也无法被大多数传感器探测,困扰科学家逾百年。如今,这一局面终于开始改变——并在此过程中呈现出令人惊叹的视觉奇观。

2011年,阿尔伯特·雷多-桑切斯与同事们有了一项重大发现。他们借助太赫兹技术——一种近年来加入绘画表面透视成像工具阵列的新手段——在伟大画家弗朗西斯科·德·戈雅1771年所作的《献祭维斯塔》中,发现了一处隐藏的署名。这个署名深藏于层层颜料与清漆之下,任何技术都无从窥见,唯有太赫兹除外。这一发现为太赫兹研究开辟了新方向,也让身为物理学家兼艺术爱好者的雷多-桑切斯陷入沉思:世界各大博物馆中那些艺术杰作的背后,还隐藏着怎样的秘密?面对《达芬奇密码》中的密码筒,如果无需触碰便能看透内部,那将是怎样的情形?如果能在不拆开信封的情况下读取信件内容,又将如何?正如他在TEDxBeacon Street演讲中所阐述的,雷多-桑切斯认为太赫兹技术或许能帮助我们实现这一切。

从左至右:戈雅画作《献祭维斯塔》原图;同一画作50%太赫兹可见效果;画作100%太赫兹视图。图片由阿尔伯特·雷多-桑切斯/麻省理工学院媒体实验室提供
从左至右:戈雅画作《献祭维斯塔》原图;同一画作50%太赫兹可见效果;画作100%太赫兹视图。图片由阿尔伯特·雷多-桑切斯/麻省理工学院媒体实验室提供

什么是太赫兹?
与我们已知的许多其他电磁辐射——X射线、伽马射线、紫外线——一样,太赫兹这一术语通常指一种特定频率,夹于微波与红外光波之间的间隙,频率范围大约为0.1至10太赫兹。(电磁频谱中最为人熟知的部分是可见光,其频率范围约为400至700太赫兹。)

在过去大半个世纪里,这一被称为”太赫兹间隙”的频谱区段始终难以分析和探测。”太赫兹辐射自古便已存在,”太赫兹技术专家、文化遗产保护领域的先驱J.比安卡·杰克逊说道,”我们自身会辐射太赫兹,星体也是如此——天文学家将其用于射电望远镜。所以它从来不是真正意义上被’发明’出来的,但太赫兹探测器却是……

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