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Terahercios

Imágenes a frecuencia de terahercios como última defensa contra el terrorismo

John Federici, profesor de física en el NJIT (New Jersey Institute of Technology), considera que el uso de radiación a frecuencia de terahercios como una tecnología fundamental en la defensa contra los atacantes suicidas y otras actividades terroristas. Federici y su equipo de investigación recientemente describió los resultados experimentales de una cámara de vídeo digital que fue inventada en su laboratorio, que utiliza un sistema de imagen a frecuencia de terahercios. Algún día tal dispositivo podría ser usado para escanear a los pasajeros de aeropuertos de forma rápida y eficiente. «Video-Rate terahertz Interferometric and Synthetic Aperture Imaging» fue el artículo publicado en  Applied Optics (July, 2009).

El artículo examina los resultados experimentales de un dispositivo de vídeo . El dispositivo utiliza radiación a fecuencia de terahercios (THz) que emite una radiación continua de ancho de banda estrecho de 0.1 (THz). El instrumento crea una imagen bidimensional de un punto en un objeto. La imagen se reconstruye a un ritmo de 16 milisegundos por imagen con una matriz de detección de cuatro elementos.  El número de detectores, la configuración de la matriz de detección y qué tan bien están calibradas las líneas de base  afectan a la resolución de la imagen y calidad.

«Los científicos están a a favor de radiación de terahercios, ya que se puede transmitir a través de medios no metálicos y no polares», dijo Federici.  «Cuando un sistema de terahercios se usa correctamente, la gente puede ver a través de barreras ocultas tales como los envases, cartón corrugado, paredes, ropa, zapatos, bolsas para libros, revestimientos de píldoras, etc con el fin de sondear materiales ocultos o falseados.»

Una vez que los rayos penetran en los materiales, también pueden caracterizar lo que pudiera estar oculto -ya sean explosivos, agentes químicos o más- sobre la base de una huella espectral de los rayos, se puede identificar el material. La radiación de terahercios también plantea un mínimo o ningún riesgo para la salud ni a la persona que está siendo escaneado o para el gestor del dispositivo de  THz.

En este momento, los instrumentos que usan imágenes de terahercios son ampliamente utilizados en laboratorios y han mostrado un limitado uso en aplicaciones comerciales.  Sin embargo, un sistema de imagen de THz para el cribado de seguridad de personas no ha llegado aún al mercado. Los investigadores dicen que este sistema tardará por lo menos cinco años. El dispositivo de NJIT, sin embargo, muestra grandes posibilidades. De acuerdo con Federici, los sistemas de proyección de imagen de THz tienen una ventaja inherente sobre los sistemas de ondas milimétricas de imagen debido a la resolución intrínseca espacial mejorada que se puede lograr con los sistemas de menor longitud de onda THz (típicamente 300 micrómetros de longitud de onda) en comparación con los sistemas de longitud de onda milimétricas. Sin embargo, los sistemas de vídeo a THz, las tasas de imágenes no son tan avanzados como sus homólogos de ondas milimétricas.

Una de las limitaciones técnicas en la elaboración de imágenes de vídeo aTHz es el costo de los componentes de «hardware», incluidos los detectores de THz.  En consecuencia, los sistemas de proyección de imagen de THz crean imágenes usando un número muy pequeño de detectores en contraste con el millón o más detectores que se utilizan en cámaras digitales. De acuerdo con Federici, uno puede utilizar técnicas avanzadas de imagen, como métodos de síntesis de apertura de imagen, para compensar el número relativamente reducido de los detectores de THz en un sistema de imágenes.

«La idea ha sido la de aplicar los diferentes métodos de imágenes con las ondas de radio, donde muchas de las ideas para obtener imágenes de apertura sintética se originó con la radiación de terahercios», dijo Federici. Su equipo de investigación se ha centrado, en particular, sobre las aplicaciones de imágenes de apertura sintética en la gama  de terahercios.  «La ventaja de este método en particular es la capacidad de generar imágenes con un gran número de píxeles mediante un reducido número de detectores de terahercios. Este método de imagen también debe ser capaz de obtener imágenes de vídeo de cambio, lo que permite el seguimiento en tiempo real de las personas ocultando explosivos ocultos u otros peligros. » Un sistema de imagen típica sería análogo a una cámara fotográfica o de video diseñado para este propósito.

En 2005, Federici y su equipo de investigación recibió una patente de los EE.UU. para un sistema de imagen terahercios con un método que permite un número limitado de detectores. Desde 1995, las imágenes terahercios ha crecido en importancia y dispositivos nuevos y sofisticados y  equipos han llebado a los científicos a entender su potencial. El  US Department of Homeland Security, the Army Research Office, Department of Defense, and the National Science Foundation soportan el trabajo de investigación.

Mientras que los investigadores se han centrado en las posibles aplicaciones de los terahercios para la detección directa y proyección de imagen de portadores de armas y explosivos, dicen que otra aplicación es la detección remota de agentes químicos y biológicos en la atmósfera.

Fuente:  EurekAlert

Escáner corporal, Francia elige su primer aparato

El primer  escáner de cuerpo entero se instalará en el aeropuerto de Roissy (París) en las próximas semanas como parte de un experimento realizado por la Dirección General de Aviación Civil, ha sido prestado por el fabricante de EE.UU. L3-Comunicaciones.

El modelo pertenece a la categoría de escáneres de ondas milimétricas, refiriéndose al tamaño de su longitud de onda. El nombre es en realidad un poco injusta, ya que las ondas emitidas por el dispositivo utilizan una frecuencia de entre 24 y 30 gigahercios (GHz), una longitud de onda de aproximadamente un centímetro (la frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de de onda).

Estas frecuencias son más de treinta veces superiores que las de  un teléfono celular. La potencia, según el fabricante, sin embargo, es significativamente menor: 10000 veces menos. Para la docena  escáneres pendientes de instalar en Francia, la Dirección General de Aviación Civil aún no ha hecho su elección, pero puede elegir la misma tecnología, con otros fabricantes como Rapiscan Systems y Smiths Detection.

Piercings y prótesis dentales invisibles

Como estas ondas no son absorbidas, por productos químicas, telas, cuero, cartón y algunos plásticos, llegan a la piel. Aquí, debido a la alta concentración de agua, gran parte es absorbida y parte es reflejada. Esto puede generar una imagen del cuerpo, forma y topografía. Los metales, debido a su comportamiento eléctrico, son también buenos reflectores de las ondas milimétricas. En la foto por lo tanto también serán visibles. Pero marcapasos u otros implantes, protegidos por unos pocos centímetros de piel y hueso, en principio son invisibles .Piercings pequeños también son invisibles en función de la exactitud del orden de unos pocos centímetros del dispositivo. A priori, como cualquier tipo de onda absorbida de RF pueden calentar el tejido de la piel.

Si el viajero llega a la camiseta mojada o un vestido con metálicos, es probable que la imagen se vuelve borrosa.

Dispositivos pasivos de rayos X

Otros dispositivos de la competencia (como Thruvision o Systems ou Brijoot) están basados en el mismo tipo de ondas, pero se llaman pasivos porque no envían una onda hacia el viajero, se limita a detectar la emitida de forma natural. El cuerpo humano irradia a la frecuencia de algunas decenas de GHz, ya que emite rayos infrarrojos en relación con su temperatura. Estos escáneres son, por definición, de carácter benigno.

Una última categoría plantea problemas de salud, ya que utiliza los llamados rayos X blandos, de longitud de onda ligeramente superior a la usada durante los exámenes radiológicos. La precisión es mejor porque la longitud de onda es menor que la de ondas milimétricas. Pero los rayos X son ionizantes, es decir, capaces de dañar las células vivas, las autoridades se muestran renuentes. Según la DGAC, son incluso está prohibida en Francia. Las energías de estos rayos son ciertamente inferiores a la de una radio, pero la dosis exacta recibida por la piel no se mide por el IRSN.

Rayos T

En los laboratorios, los nuevos tipos de escáneres se están preparando.Usan los rayos T Estas son ondas de frecuencia superior a 1000 GHz (o 1 THz), situado en el espectro electromagnético entre las microondas y la luz visible. Su fabricación y su detección es objeto de intensa investigación en los últimos diez años sin  que hasta el momento  estos escáneres comercialicen.  La ventaja de los rayos T es que son más precisos (detalles de milímetro son visibles). Pueden «ver» las moléculas tales como los explosivos o drogas.

David Larousserie
Sciences-et-Avenir.com

Fuente: SCIENCES ET AVENIR

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