ODTÜ'lü araştırmacılar, plastik patlayıcıların uzak kızılötesi alanı tanımlayan "terahertz" (THz) ile 10 metre öteden tespitini sağlayacak yeni teknoloji için çalışma başlattı. Araştırmacılar, "Kompakt Atılımlı Terahertz Spektrometre" isimli çalışmalarının laboratuvar deneylerinde THz alanı elde etmeyi başardılar.
ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Hakan Altan, elektromanyetik spektrumun uzak kızılötesi anlamına gelen THz alanının, düşük enerji ile uyarlanan pek çok uygulamada ve çeşitli materyallerin incelenmesinde son derece elverişli bir kullanım alanı olduğunu anlattı.
Bu dalga boylarının uzak mesafeden tarama, spektroskopi ve komünikasyondaki potansiyel uygulamaları bulunmasına rağmen, diğer dalga boylarına oranla az geliştirilmiş bir alan olduğunu belirten Altan, son 20 yıldır dünya çapında THz dalga boylarının verimli bir şekilde elde edilmeleri için yoğun çalışmalar yapıldığını bildirdi.
Çalışmaların terörle mücadele kapsamında son 7 yılda büyük hız kazandığını belirten Altan, sivil ve askeri uygulamaları için yüksek güçte, geniş frekans aralığında çalışan THz kaynakları ve hassas THz belirleme yöntemlerinin geliştirilmeye başlandığını söyledi.
THz dalga boylarının elektromanyatik spektrumda yer alan diğer dalga boylarına göre pek çok avantajı bulunduğunu kaydeden Altan, T-ışınlarının dalga boylarının uzun olması nedeniyle fazla saçılmadan kumaş, kağıt, plastik ve kutu gibi maddelerden kolaylıkla geçebildiklerini ifade etti. Altan, şunları kaydetti: "Böylelikle bu maddelerin altındaki gizlenmiş cisimleri görüntüleyebiliriz ve bu cisimleri görüntülerken ne olduklarını da tespit edebiliriz. X-ışınları ve mikrodalgalar bunu yapamaz çünkü dalga boyları enerjileri ya çok büyük ya da çok küçüktür. Ama THz dalga boyunun enerjisi bir plastik maddenin patlayıcı olup olmadığını bize söyleyebilir. Aynı şekilde havada dolaşan parçacıkların zararsız bir toz bulutu mu, yoksa biyolojik savaş ajanı mı olduğunu da öğrenebiliriz. Bu tip tehlikeli gaz ya da sıvı hal maddelerdeki dönüşlü ve titreşimsel soğurma olayları terahertz dalga boylarının frekanslarına denk düşer."
Kıyafete gizlenmiş patlayıcıların tespiti
Pek çok tehlikeli maddeye THz bant aralığında bakıldığında parmak izi diye adlandırılan ayırt edici özelliklerinin anlaşılabileceğini dile getiren Altan, ODTÜ'de başlattıkları çalışmayla da dünya çapındaki çalışmaların yanında geniş frekans aralığında çalışan THz sistemleri geliştirilme çalışmalarının devam ettiğini kaydetti. Altan, çalışmalarının hedefleriyle ilgili şöyle konuştu: "Bu sisteme Türkiye'deki ilk kompakt atılımlı terahertz sistem diyebiliriz. Terahertz dalga boylarının güvenlik amaçlı olarak patlayıcı bulma, kıyafet altında patlayıcı bulma ya da tehlikeli madde bulma gibi sistemlerde kullanılması öngörülüyor. Dalgaların elbiselerden geçebilmesi büyük bir avantaj. İnsan üzerinde gizlenmiş şekilde plastik tipi patlayıcıları tespit edebilen işlevsel bir sistem şu an dünyada yok. Plastik patlayıcıların tespiti için metal barındırmaları lazım. Terahertz dalga boyları ise plastik patlayıcıları da algılayabiliyor. Bizim sistemimiz plastik bir maddeyi, plastik patlayıcıdan bile ayırabilecek."
Çalışmalarındaki amaçlardan birinin 10 metre mesafeden bir insanın üstünde gizlenmiş şekilde patlayıcı olup olmadığının tespiti olduğunu belirten Altan, bu mesafenin daha uzak olamamasının havadaki nem oranının bu dalga boylarını yok etmesinden kaynaklandığını bildirdi. Altan, "Şu anki çalışmalarımızla 10 metre öteden tespit yapabileceğimizi öngörüyoruz. Ancak ileriki aşamalarda 20 metre ötesinden de elde edebiliriz. Hatta plastik patlayıcı bir duvarın arkasında bile olsa bunları da tespit etmek mümkün olabilir" diye konuştu.
Önemli bir yol kat edildi
Çalışmalarının bir kaç ay önce başlamasına rağmen laboratuvarda masa üstü çalışan sistemler kurduklarını dile getiren Altan, sistemlerinde geniş frekanslı THz kaynağını elde etmek için görünür dalga boylarında çalışan bir lazer kaynağını THz dalga boylarına dönüştüren cihazlar kullandıklarını belirtti.
Altan, yakın gelecekteki hedeflerinden birinin de bu cihazları ODTÜ'de üretmek olduğunu belirterek, "T-ışınlarını sağlayan bu cihazları üretmek için üniversitemizin altyapısı hazır, önemli olan bu teknolojileri ülkemize kazandırmak ve bu çalışma esnasında genç arkadaşlarımızı da bu konularda eğitmek" dedi.
Şu ana kadar yaptıkları çalışmalarında 0,1 ile 1 THz arası dalga boylarını üretmeyi başardıklarını ifade eden Altan, 5 THz gibi daha yüksek frekanslı dalga boyu üretmeyi hedeflediklerini anlattı.
Çalışmalarının 3 yıl süreceğini bildiren Altan, "Epey yol aldık. Amacımız sonuçta bu sistemi elle taşınabilir bir sistem haline getirmek. Yani bundan sonraki aşamada kompakt olarak elde edilen terahertz alanlarını görüntüleme sistemi haline getirerek kullanımı kolay cihazların elde edilmesini hedefliyoruz" dedi.
Yrd. Doç. Dr. Hakan Altan, bir bölümü TÜBİTAK tarafından da destek bulan çalışmalarında Dr. Demiral Akbar, doktora öğrencisi Devrim Köseoğlu ve yüksek lisans öğrencisi Ümmügül Erözbek'in de katkılarının bulunduğunu sözlerine ekledi.
AA