Российские ученые создали сканер, способный обнаружить наркотики и оружие даже сквозь бетон
Эту разработку российских ученых без преувеличения можно назвать одним из "громких" достижений нашей науки за последнее время. Она касается острейшей для всех стран проблемы - безопасности, борьбе с терроризмом и наркоторговлей. В этом противостоянии щита и меча стороны разрабатывают самые изощренные средства. И созданная учеными Института физики твердого тела РАН система защиты стала настоящим прорывом по целому ряду параметров, опередив все существующие в мире аналоги.
У нее много уникальных достоинств, но самое главное, что это фактически "невидимка". В чем суть? К примеру, в аэропорту аппарат может стоять за стеной, мимо которой движется большая группа людей, и никто даже не подозревает, что их "просвечивают". Зато на экране монитора видно - "а что у вас, ребята, в рюкзаках".
Такой вариант проверки кардинально меняет сам принцип досмотра. Одно дело, когда человек к нему готов, предпринимает различные ухищрения, чтобы "опасность", скажем, пистолет, пояс шахида, наркотики, не были обнаружены. И совсем другое, когда он уверен, что за ним не следят. Он, по сути, открыт, а потому арест будет для него полным сюрпризом.
Как работает этот всевидящий глаз? "Система состоит из двух блоков, - объясняет руководитель разработки, академик Игорь Кукушкин. - Первый просвечивает человека с помощью терагерцового излучения и выявляет любые объекты с высокой степенью детализации, а второй блок - рамановская спектрометрия - определяет само вещество объекта.
Отметим, что сегодня первые образцы подобных установок уже работают в нескольких странах мира. Но сам принцип проверки, по сути, остается традиционным. Почему?
- Во время проверки человек обязательно должен стоять неподвижно, иначе не удается сформировать полноценное изображение. Говоря попросту, для этого не хватает фотонов, так как источники терагерцового излучения довольно слабые, - говорит Игорь Кукушкин.
Российские ученые решили эту ключевую проблему. Они впервые в мире сделали в приемнике излучения специальную матрицу, где установлено несколько десятков тысяч одинаковых пикселей. Именно это позволило за микросекунды нарисовать двумерное изображение. А чтобы оно было еще более четким, контрастным, также впервые в мире создана специальная подсветка матрицы. Она напоминает вспышку, которая применяется в фотографии при слабом освещении.
Все эти "впервые" и позволили осуществить прорыв в этой технике. Во-первых, теперь не требуется, чтобы человек стоял. Его проверяют, когда он движется. Причем он об этом даже не подозревает. Если на экране появляется оружие, пояс шахида и что-то подобное, то тут все понятно. Опасность выявлена. А если на экране видно что-то подозрительное - порошок, непонятные мелкие камешки и прочее, то в дело вступает вторая технология, которая сразу, что называется, не отходя от кассы, определяет - это наркотик, взрывчатое вещество, яд, токсин, бриллианты, фианиты, простой кварц. И далее по списку.
- Такой анализ проводит рамановский спектрограф, - говорит Кукушкин. - Они хорошо известны и широко применяются. Это большие стационарные установки, а мы сделали аппарат маленьким, дешевым и переносным. И еще принципиальный момент. Обычно сигнал на приемник спектрографа приходит очень слабый, его сложно выделить из фона, поэтому прибор "ловит" довольно высокие концентрации подозрительных веществ. Нам удалось усилить сигнал в миллиард раз, что позволяет выявлять мизерные доли самых разных веществ, в том числе наркотиков.
Новая техника будет "просвечивать" человека, когда он о такой проверке даже не подозревает
Благодаря такой чувствительности аппарат нашел себе дело и в медицине. Например, он может распознавать вирусы 25 видов гриппа, у которых разные спектры, а также все варианты коронавируса. И если для выявления ковида с помощью ПЦР требуется минимум 4 часа, то аппарат управляется за доли секунды.
Словом, очевидно, что такие установки требуются во всем мире. Не случайно ими уже заинтересовались многие страны. Однако есть одна проблема - аппарат очень дорогой. Дело в том, что в нем применяется арсенид галлия, матрица из которого стоит 70 тысяч долларов. Но авторы и здесь нашли выход. Они сумели заменить дорогой материал на кремний, что уменьшает цену почти в 15 раз! Это должно открыть дорогу для широкого применения новой техники, например, в той же сфере безопасности. Ведь портивный дешевый сканер сотрудник может незаметно носить в толпе, выявляя террористов даже на значительном расстоянии. При этом излучение не наносит никакого вреда окружающим. Ведь в отличие от традиционных рентгеновских аппаратов терагерцовые совершенно безвредны для здоровья.
Справка "РГ"
Терагерцовым считается промежуток между инфракрасным и микроволновым диапазонами электромагнитных волн. Частоты, соответствующие этому промежутку, находятся в диапазоне от 0,1 до 10 терагерц, что соответствует длинам волн от 0,01 до 3 миллиметров. ТГц-излучение уже находит применение в некоторых сферах экономики и повседневной жизни людей. Так, в системах безопасности оно используется для сканирования багажа и людей. В медицине начинают внедряться ТГц-томографы, с помощью которых можно исследовать верхние слои тела - кожу, сосуды, мышцы - до глубины в несколько сантиметров. В производстве ТГц-излучение может найти применение для контроля качества выпускаемой продукции, мониторинга оборудования.
