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) , 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.

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 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.

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, 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).

De acordo com artigo científico publicado em 10 de maio de 2012 no periódico Electronic Letters, 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.

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.

Ligações externas

• «Terahertz Science and Technology Network» (em inglês) 
• «SURA Annual Terahertz Applications Symposium» (em inglês) 
• «Aplicações da radiação T» (em inglês). por Eric Mueller 
• «Raios T para busca de tumores e exploração espacial» (em inglês) 
• «Center for Terahertz Research no Instituto Politécnico de Rensselaer» (em inglês) 
• «Terahertz Photonics and Electronics research group na Universidade de Leeds» (em inglês) 
• «Terahertz Technology group na Chalmers University of Technology» (em inglês) 
• «Terahertz Science, Technology and Innovation Research Group no Instituto de Física da Universidade de São Paulo» (em inglês)