Radiação Terahertz

Raios T
Ciclos por segundo: 100 GHz a 10 THz

Comprimento de onda: 3 mm a 30 µm

As ondas eletromagnéticas com frequências na ordem de grandeza dos terahertz (ou 1012 Hz) são conhecidas como Radiação Terahertz, Ondas Terahertz, Luz Terahertz, Raios-T, Luz-T, Lux-T e THz. Essa região do espectro eletromagnético é comumente definida com limites entre 100 gigahertz (1x1011 Hz) e 10 terahertz (10x1012 Hz) [1][2], correspondendo a comprimento de onda inferiores a 3 milímetros e superiores a 30 mícrons, se encontrando na fronteira entre a radiação infravermelha e as micro-ondas[3].

Como a radiação infravermelha e as micro-ondas, estas ondas deslocam-se entre pontos que se avistam (em inglês LOS, line of sight). A radiação terahertz é não-ionizante[4] e compartilha com as micro-ondas a capacidade de penetrar em diversos materiais dielétricos e isolantes. O terahertz pode atravessar roupa, papel, cartão, madeira, plástico e cerâmicas, além de nevoeiro e nuvens, porém não consegue penetrar metais nem água.[5]

A atmosfera terrestre absorve fortemente a radiação terahertz, pelo que o alcance da radiação é bastante curto, limitando a sua utilidade. Além disso, a produção de radiação terahertz coerente foi um desafio tecnológico até aos anos 90.

Em anos recentes, pulsos de radiação terahertz vêm sendo frequentemente empregados em técnicas ópticas de caracterização em física da matéria condensada experimental, como na poderosa técnica de espectroscopia de terahertz no domínio do tempo[3][6][7], notável por permitir a determinação direta do índice de refração complexo, da permissividade complexa, ou da condutividade complexa de materiais.

Fontes

Como a emissão de radiação terahertz por um corpo negro ocorre acima dos 10 kelvin esta emissão de origem térmica é fraca. Em 2004, as únicas fontes fortes de raios T eram o gyrotron, o BWO (backward wave oscillator), o laser FIR (far infrared laser - laser no infravermelho distante), o QCL (quantum cascade laser), o FEL (free electron laser), fontes de luz para síncrotron e fontes utilizadas em espectroscopia no domínio dos terahertz.

Recorde de transmissão de dados em rede sem-fios

A faixa de tera-hertz é uma parte do espectro eletromagnético ainda pouco explorada, mas cientistas japoneses conseguiram o recorde de transmissão de dados em rede sem fios (wireless) utilizando esta faixa, atingindo uma velocidade 20 vezes maior que a taxa de transferência padrão (150Mb por segundo).[8]

De acordo com artigo científico publicado em 10 de maio de 2012 no periódico Electronic Letters,[9] os pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio desenvolveram um hardware especial que é capaz de transmitir dados em uma velocidade de 3 Gb por segundo na faixa de tera-hertz. O antigo recorde, datado de novembro de 2009, era de 1,5 Gb por segundo. Os japoneses utilizaram um dispositivo de 1 milímetro quadrado, chamado díodo de tunelamento ressonante (resonate tunneling diode), que cria tensões menores com maiores correntes. Segundo a publicação, o aumento da corrente faz com que o dispositivo ressoe e envie o sinal desejado.[10]

No entanto, os cientistas afirmam que a fabricação de produtos para operar no espectro tera-hertz ainda é muito caro. O próximo passo da pesquisa é aproximar a prática dessa teoria, entrando finalmente no regime efetivo dos tera-hertz. Entretanto, antes de qualquer uso prático, será necessário também aumentar a potência do componente.[11]

Ligações externas


Referências

  1. ↑ Principles of Terahertz Science and Technology (em inglês). Boston, MA: Springer US. 2009 
  2. ↑ Akyildiz, Ian F.; Jornet, Josep Miquel; Han, Chong (1 de setembro de 2014). «Terahertz band: Next frontier for wireless communications». Physical Communication: 16–32. ISSN 1874-4907. doi:10.1016/j.phycom.2014.01.006. Consultado em 24 de outubro de 2023 
  3. ↑ a b Kawahala, Nícolas Massarico (10 de maio de 2023). «Espectroscopia de terahertz no domínio do tempo: implementação, caracterização e aplicações». São Paulo. doi:10.11606/t.43.2023.tde-25052023-103743. Consultado em 24 de outubro de 2023 
  4. ↑ Quer se livrar do perigo da radiação? Use raios-T em vez de raios-X
  5. ↑ «Portal do Instituo de Física da [[UNICAMP]] - XXVII Oficina de Física - Raios X e Aplicações». Consultado em 19 de maio de 2012. Arquivado do original em 3 de março de 2016 
  6. ↑ Matos, Daniel Alves (10 de agosto de 2023). «Absorção e efeitos da polarização de ondas terahertz no clinocloro.». São Paulo. doi:10.11606/d.43.2023.tde-04092023-143205. Consultado em 19 de novembro de 2023 
  7. ↑ Neu, Jens; Schmuttenmaer, Charles A. (17 de dezembro de 2018). «Tutorial: An introduction to terahertz time domain spectroscopy (THz-TDS)». Journal of Applied Physics (23). ISSN 0021-8979. doi:10.1063/1.5047659. Consultado em 19 de novembro de 2023 
  8. ↑ Wi-Fi com raios T mais próximo da realidade
  9. ↑ K. Ishigaki, M. Shiraishi, S. Suzuki, M. Asada, N. Nishiyama, and S. Arai (10 de maio de 2012). «Direct intensity modulation and wireless data transmission characteristics of terahertz-oscillating resonant tunnelling diodes». Electronics Letters. 48 (10): 582–3. doi:10.1049/el.2012.0849 
  10. ↑ «Japoneses criam conexão wireless de 3Gb por segundo, a mais rápida do mundo». Consultado em 19 de maio de 2012. Arquivado do original em 16 de junho de 2012 
  11. ↑ «Pesquisadores batem recorde na transmissão de dados sem fios na faixa dos tera-hertz». Consultado em 19 de maio de 2012. Arquivado do original em 19 de maio de 2012