Un team di scienziati del National Institute of Standards and Technology (NIST) e dell’Università del Colorado Boulder hanno dimostrato che la spettroscopia infrarossa quantistica può ottenere misurazioni spettroscopiche a banda ultralarga. Questa svolta potrebbe portare a nuovi modi per analizzare i materiali e rilevare le sostanze chimiche.
La spettroscopia quantistica a infrarossi utilizza le proprietà della meccanica quantistica per misurare i livelli energetici delle molecole. Ciò può fornire informazioni sulla struttura e sulla composizione molecolare. Tuttavia, la spettroscopia infrarossa tradizionale è limitata dalla larghezza di banda delle sorgenti luminose e dei rilevatori utilizzati. Ciò significa che può misurare solo una gamma ristretta di frequenze alla volta.
Il team del NIST ha superato questa limitazione utilizzando un laser a cascata quantistica (QCL). I QCL sono laser a semiconduttore che possono emettere luce a frequenze molto elevate. Ciò ha permesso al team di misurare una gamma di frequenze molto più ampia di quanto fosse possibile in precedenza.
Il team ha utilizzato la nuova tecnica per misurare gli spettri vibrazionali di diverse molecole, tra cui acqua, anidride carbonica e metano. Sono riusciti a ottenere spettri ad alta risoluzione che hanno rivelato nuovi dettagli sulla struttura molecolare.
Questa svolta potrebbe portare a nuovi modi per analizzare i materiali e rilevare le sostanze chimiche. Ad esempio, potrebbe essere utilizzato per identificare gli inquinanti nell’ambiente o per sviluppare nuova diagnostica medica.
I risultati del team sono stati pubblicati sulla rivista Nature Photonics.
Risultati chiave:
* La spettroscopia quantistica a infrarossi può ottenere misurazioni spettroscopiche a banda ultralarga.
*Questa svolta potrebbe portare a nuovi modi per analizzare i materiali e rilevare le sostanze chimiche.
* Il team del NIST ha utilizzato un laser a cascata quantistica (QCL) per superare i limiti della tradizionale spettroscopia a infrarossi.
* Il team è riuscito a ottenere spettri ad alta risoluzione che hanno rivelato nuovi dettagli sulla struttura molecolare.
Implicazioni future:
*Questa svolta potrebbe portare a nuovi modi per analizzare i materiali e rilevare le sostanze chimiche.
*Ad esempio, potrebbe essere utilizzato per identificare gli inquinanti nell’ambiente o per sviluppare nuova diagnostica medica.
