Gepubliceerd: donderdag 26 november 2009 01:32
Update: donderdag 26 november 2009 09:56
Een scanapparaat dat alles ziet, zonder medische risico’s. Willem Op ’t Root weet hoe dat moet.
Vliegen zou een stuk leuker zijn als passagiers zich niet hoefden te onderwerpen aan de douane: al je spullen op de lopende band, inclusief riemen en schoenen, en dan zelf ook nog eens door een metaaldetector (die steevast hapert). Hoog tijd voor een alziend scanapparaat dat met behulp van een of andere superstraling door kleding en verpakkingsmateriaal kan kijken, op zoek naar wapens of explosieven, en geen schade aanricht aan het menselijk lichaam. En dat kan ook nog, zo ontdekte de Eindhovense ingenieur Willem op ’t Root, die dinsdag promoveerde.
Die straling is eigenlijk niets bijzonders. Het gaat om de weinig bekende, en gebruikte, terahertzstraling: golven die langer zijn dan infrarood, maar korter dan microgolfstraling. Net als röntgenstraling (die juist extreem korte golven kent, en gevaarlijk is) gaat terahertzstraling met gemak bijna overal doorheen. Met terahertzstraling kun je metalen voorwerpen die onder kleding verborgen zijn gewoon zien zitten. Alleen het opwekken is een probleem. Op ‘t Root: ‘Voor licht kun je lasers gebruiken, en radiofrequenties zijn eenvoudig op te wekken met generatoren, maar beide technieken zijn ongeschikt om terahertzstraling te maken. Met de ontwikkeling van femtosecondelasers, die extreem korte lichtpulsjes afgeven (een femtoseconde is een miljoenste van een miljardste seconde) is daar verandering in gekomen. Met die laserpulsjes kun je in halfgeleidermateriaal heel korte stroompulsjes opwekken, en die zorgen er weer voor dat de halfgeleider terahertzstraling uitzendt.Maar de hoeveelheid viel tot nog toe tegen. Daarom ontwikkelde Op ’t Root een variant op deze methode: hij schiet ultrasnelle pakketjes elektronen in volle vaart op een plaatje aluminium. Dat levert een krachtige terahertzpuls. De intensiteit van de straling neemt toe met het kwadraat van het aantal elektronen, dus dat loopt aardig op als je, zoals Op ’t Root deed, per ‘schot’ een miljard elektronen afschiet.
De kunst is om elektronen (die elkaar afstoten) op elkaar te persen. Gelukkig krijgt Op ’t Root hulp van Albert Einstein, die ontdekte dat wanneer elektronen met bijna de lichtsnelheid voortbewegen, de afstotende kracht teniet gedaan wordt door een magnetische aantrekkende kracht. Op ’t Root: ‘Het is zaak om de elektronen zo snel mogelijk op snelheid te krijgen. Met een ultrakorte laserpuls met ultraviolet licht maken we de elektronen vrij, die vervolgens in een fractie opgezweept worden tot vrijwel de lichtsnelheid.’
Op ’t Root heeft nog geen bezoek gehad van de douane, maar het zou toch mooi zijn als zijn terahertzstraling ons straks een hoop gedoe bespaart.