Фізики з Нью-Йоркського Інституту оптики виявили, що рідка вода може випромінювати в терагерцевому діапазоні. Це дивно, враховуючи, що практично все випромінювання в терагерцевій області вода поглинає, і раніше вважалося, що використовувати її як джерело такого випромінювання неможливо. Робота опублікована в.
Терагерцеве випромінювання - вид електромагнітного випромінювання з довжиною хвилі від 0,1 до 1 мм. Це досить довгохвильове випромінювання, що в електромагнітному спектрі знаходиться між інфрачервоним і мікрохвильовим діапазонами. В якості джерел потужного терагерцевого випромінювання використовуються прискорювачі, гіротрони і потужні лазери. Малопотужне терагерцеве випромінювання можна отримати за допомогою електрооптичного ефекту, збуджуючи потенційне джерело фемтосекундними лазерами. У цьому випадку джерелами випромінювання зазвичай є тверді тіла, плазма і навіть водяної пар. Використання ж практично всіх рідин, включаючи воду, вважалося неможливим через те, що вони практично повністю поглинають випромінювання в цьому діапазоні.
У своєму новому дослідженні фізикам вдалося вирішити цю проблему і зібрати установку, в якій вони змогли зареєструвати випромінювання води в терагерцевому діапазоні. Для того, щоб уникнути поглинання збудженого випромінювання самою водою, в якості джерела використовувалася тонка плівка води товщиною 177 мікрон. Для збудження випромінювання вчені використовували фемтосекундний лазер, сфокусований на плівку води.
Зареєстровані терагерцеві хвилі мали частоту від 0,1 до 3 ТГц. Виявилося, що за своїми властивостями випромінювання води досить помітно відрізняється від того, яке збуджується, наприклад, у повітряній плазмі. По-перше, воно не є монохроматичним. По-друге, параметри збуджуваного терагерцевого поля досить сильно залежать від параметрів збуджувального випромінювання: поляризація збуджених хвиль безпосередньо пов'язана з поляризацією збуджувального опромінення, а енергія терагерцевого поля збільшується з тривалістю впливу лазера і лінійно залежить від енергії збуджувального лазерного пучка. За твердженням вчених, ці властивості не можуть бути описані в рамках відомого механізму збудження терагерцевого випромінювання, що послужить поштовхом до подальшого дослідження рідких джерел терагерцевого та інфрачервоного випромінювання.
Вчені вважають, що поки рано говорити про перспективи створення пристроїв з використанням терагерцових джерел на основі рідин, однак якщо раніше інженери намагалися уникати використання води в подібних пристроях, то тепер з'явилися підстави вважати її перспективним матеріалом для використання як джерела випромінювання.
Якщо вченим вдасться створити джерело терагерцевого випромінювання на основі води, це допоможе спростити і зменшити пристрої, які потім можуть бути використані як з науковою метою: наприклад, для спетроскопії або дослідження космосу, - так і в повсякденному житті: наприклад, для сканування багажу або оцінки механічної міцності несучих конструкцій і навіть для визначення статі ембріонів курчат.