فناوری جدیدی که امکان مشاهده رنگ‌ در طیف مادون قرمز را فراهم می‌کند

نویسنده: احسان قوامی نیا

سه شنبه, ۲۰ آبان ۹۹ ساعت ۰۹:۰۰

دانشمندان به فناوری جدیدی دست پبدا کرده‌اند که می‌تواند به دوربین‌های استاندارد، توانایی تشخیص رنگ عناصر مختلف در طیف مادون قرمز بدهد.

دانشمندان طی پژوهشی که مستندات آن به‌تازگی در نشریه‌ی Laser & Photonics Reviews منتشر شده است، به فناوری‌ خاصی دست پیدا کردند که به دوربین‌های استاندارد، امکان تشخیص رنگ‌هایی را می‌دهد که چشم انسان و دوربین‌ عادی قادر به تشخیص آن‌ها نیستند.

این فناوری امکان عکس‌برداری از موادی مانند هیدروژن، کربن و سدیم را فراهم می‌کند؛ هر کدام از این مواد دارای رنگ منحصربه‌فردی در طیف مادون قرمز است. همچنین ترکیبات زیستی که در طبیعت یافت می‌شوند اما برای چشم غیر مسلح یا دوربین‌ عادی نامرئی محسوب می‌شوند، از این طریق قابل مشاهده هستند. این فناوری می‌تواند در زمینه‌های مختلف از جمله بازی‌های رایانه‌ای، عکاسی و همچنین در رشته‌های امنیت، پزشکی و نجوم کاربرد وسیعی داشته باشد.

دکتر رژن، فیزیک‌دان عضو این گروه تحقیقاتی، می‌گوید:

چشم انسان قادر به تشخیص فوتون‌هایی با طول موج بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر (بین آبی و قرمز) است. اما این بازه تنها قسمت کوچکی از طیف الکترومغناطیسی شامل امواج رادیویی، مایکروویو و اشعه ایکس را تشکیل می‌دهد. در طول موج‌های پایین‌تر از ۴۰۰ نانومتر، اشعه فرابنفش (UV) و بالاتر از ۷۰۰ نانومتر، امواج مادون قرمز - که خود به سه بخش نزدیک، میانه و دور تقسیم می‌شود - وجود دارد. در هر کدام از این قسمت‌های طیف الکترومغناطیسی، اطلاعات زیادی تحت عنوان رنگ وجود دارد که تاکنون نامرئی بوده است.

محققان معتقدند از آنجاکه بسیاری از مواد امضای منحصربه‌فردی با عنوان «رنگ» دارند، رنگ‌ها در هر سه بخش طیف مادون قرمز ( به‌خصوص در قسمت میانه) دارای اهمیت زیادی هستند. به‌عنوان مثال  به دلیل وجود تجمع بیشتر مولکول‌هایی از نوعی خاص، از این طریق می‌توان به‌آسانی سلول‌های سرطانی را شناسایی کرد.

فناوری‌های موجود برای آشکارسازی امواج مادون قرمز بسیار گران هستند و عمدتا قادر به تشخیص رنگ نیستند. در تصویربرداری پزشکی، آزمایشاتی انجام شده است که در آن تصاویر مادون قرمز به نور مرئی تبدیل می‌شوند تا سلول‌های سرطانی (ازطریق مولکول‌ها) شناسایی شوند. تا به امروز این فرایند به دروبین‌های بسیار پیچیده و گران‌قیمت احتیاج داشت که لزوما برای استفاده عمومی قابل دسترس نیستند.

اما در این مطالعه، محققان توانستند فناوری ارزان و کارآمدی بسازند که می‌تواند روی یک دوربین استاندارد سوار شود و برای اولین ‌بار امکان تبدیل فرکانس فوتون‌های نور از کل طیف مادون قرمز به طیف مرئی را فراهم ‌کند.

پروفسور سوچوفسکی در این باره می‌گوید:

ما انسان‌ها می‌توانیم طیف بین رنگ قرمز و آبی را مشاهده کنیم. اگر ما توانایی مشاهده در طیف مادون قرمز داشتیم، امکان مشاهده عناصری مانند هیدروژن، کربن و سدیم به رنگ منحصربه‌فردشان وجود داشت. به‌وسیله این فناوری، یک ماهواره ناظر بر محیط ‌زیست می‌تواند آلاینده‌ای که از یک گیاه ساطع می‌شود مشاهده کند یا یک ماهواره جاسوسی می‌تواند محل قرارگیری مواد منفجره یا اورانیوم را تشخیص دهد.ازآنجاکه همه‌ی اجسام در طیف مادون قرمز تابشی از نوع گرما دارند، تمام این اطلاعات در شب نیز قابل مشاهده است.