Terahertz ışınları dünyasına giriyoruz

Elektromanyetik spektrum içinde gizli kalmış bir alan yakında açılacak ve insanın özel yaÅŸamı artık eskisi gibi olmayacak. Röntgen ışınlarına kıyasla tehlikesiz olan terahertz ışınlarına hazırlanın.Tıpta, astronomide, güvenlikte, paparazzi ve casusluk olaylarında, terahertz ışınları lazerleri yepyeni olanaklar yaratıyor.Bilim adamları bugüne kadar, X-ışınlarından radyo dalgalarına kadar elektromanyetik ışınların tamamını inceledi. 100 terahertz kadar düşük frekanslarda ışık üreten lazerlerden, yaklaşık 100 gigahertz mikrodalga frekanslarında çalışan elektrik akımlarına kadar her ÅŸey biliniyor. Ancak ÅŸimdi tüm bunların arasında bulunan ve elektromanyetik spektrumun henüz keÅŸfedilmemiÅŸ alanlarından biri daha var; terahertz ışınları. Saniyede yaklaşık bir trilyon dalgalık frekansa sahip olan terahertz ışınları, ışık ve radyo dalgaları arasındaki boÅŸlukta yer alıyor. Terahertz, her iki komÅŸusunun da özelliklerini taşıyor: radyo dalgaları gibi kimi katı maddelerin içinden geçebilirken, ışık gibi keskin görüntüler yaratmak için odaklanabilme yeteneÄŸine de sahip. Işınlar, X-ışınları gibi vücudun içini de görebilirler, ancak bu iÅŸlemin tehlikeli yan etkileri bulunuyor. Bilim adamları, bu yeni teknolojiyi, kanser tanısı koymaktan, uçaklara binerken gizlenen silahları bulmaya kadar birçok alanda kullanmayı umuyor. Åžimdiye kadar bu dalgaları duymamış olabilirsiniz, ancak öğrenmeye hazır olun.Teknolojiler tıkandıIşık ve dalga boylarını üretmek için denenen ve test edilen tüm teknolojiler bir yere gelip tıkandı. Radyo dalgalarını ele alalım. Bir radyo vericisi, elektronların saniyede 100 bin ila bir milyar kez ileri geri salındığı elektrik akımlarına dayanır. Ancak, terahertz frekansında dalgalar elde etmek için, elektronların çok daha hızlı titreÅŸmeleri gereklidir. Bu titreÅŸimleri gerçekleÅŸtirmek için de, akımların, titreÅŸimlerin kesilmemesi veya ışınların yanlış yerlere sızmaması için çok dikkatlice tasarlanmaları gerekir.Benzer sorunlar, terahertz lazeri yaratmak istenildiÄŸinde de ortaya çıkıyor. Lazerler, belirli frekanslarda ışın üretmek için meydana geldikleri maddelerin kimyasal özelliklerine baÄŸlıdırlar. Bu maddeler, ışık veya bir elektrik yüküyle hareket geçirildiklerinde, elektronları enerji kazanır ve bir enerji seviyesinden diÄŸerine geçerler. Bu elektronlar bu fazladan enerjiyi de daha sonra, proton vererek kaybederler. Bilim adamları, lazerlerini geliÅŸtirmek için uÄŸraşırken, TeraView adlı bir firma, terahertz dalgalarını pazarlamaya hazırlanıyor. 1980'lerde, belirli tipteki yarı iletken kristallere, görünür veya kızıl ötesi ışınların çok kısa itkileriyle vurulduÄŸunda, kristallerin terahertz bölgesinde anlık ışın yaydığı saptandı. Moleküler haritaÃœrünlerini bu temele dayandıran TeraView, maddelerin moleküler yapılarını gösteren aletler üzerinde çalışıyor. Terahertz ışınları, bir madde üzerine gönderilir ve yansıyan sinyalin yoÄŸunluÄŸuyla, maddenin soÄŸurma spektrumu belirlenir. Düşük frekanslı spektroskop, kimyasal analizler için çok kullanılan bir yöntem olmasına karşın, terahertz spektrumu da çok önemli bilgiler verebilir. Bir terahertz soÄŸurma deÄŸeri, hem molekül içi baÄŸların hem de moleküller arası baÄŸların bir sonucudur. Böylece, terahertz yalnızca büyük organik molekülleri tanımlamak için deÄŸil, bir molekülün alabileceÄŸi polimorf denilen farklı ÅŸekilleri de ayırt etmekte kullanılabilir. TeraView, bir maddenin içindeki ışını boydan boya ölçerek, yüzeyin ‘‘moleküler haritasını'' çıkardı.Öte yandan bazı polimorflara vücut tepki verebiliyor. Bu nedenle ilaç firmaları, kimyasalların zamanla nasıl deÄŸiÅŸtiklerini terahertzi kullanarak bulabilirler. Cambridge Ãœniversitesi'nden bir ekip, et içindeki yaÄŸ veya kas gibi dokuların, terahertz ışınları yardımıyla ayırt edilebildiÄŸini gösterdi. Bu sonuçtan hem gıda endüstrisi hem de dolguları ve çürükleri belirlemek isteyen diÅŸ hekimleri yararlanabilir.Deri kanseri teÅŸhisiAletin bir diÄŸer kullanım alanıysa deri kanserinin erken teÅŸhisi olabilir. TeraView'in BaÅŸkanı Don Arnone, kanserlerin yüzde 85'inin deride çıktığını belirtiyor. Terahertz dünyasındaysa, kanserli alanlar, kanser olmayan alanlardan belirgin bir ÅŸekilde ayırt edilebiliyor. Arnone, terahertz sayesinde, derinin altında tümör geliÅŸiminin görülebildiÄŸini kaydediyor.Arnone, tümörlerin, terahertz ışını altında bu kadar belirgin olarak gözükmesinin nedeninin, kanın, tümörün çevresinde, vücudun geri kalan bölümlerine göre daha fazla akması olduÄŸuna inanıyor. Tümörün etrafındaki bu fazladan sıvı, tümörü, tarayıcılarda görünür hale getiriyor. GeliÅŸtirilen aleti hastanelerde deneyen TeraView, ÅŸimdiye kadarki göstergelerin, terahertz görüntülemenin, deri kanserinin erken teÅŸhisinde önemli bir rolü olduÄŸunu gösterdiÄŸini belirtiyor.Ä°lk terahertz kameraVücut dokusuna veya maddeye zarar vermeden karton, giysi ve hatta duvar içinden geçebilen terahertz dalgaları, gizlenen silahların bulunması veya insanların evlerinde gözetlenmesi için de kullanılabilir. Öte yandan, bu makinelerin, kızıl ötesi ışınlardan daha detaylı anatomi detay verip vermediÄŸi ve kimlerin bu makineleri kullanmasına izin verileceÄŸi henüz bilinmiyor.Ä°ngiltere'deki Rutherford Appleton Laboratuarları'nda çalışan Ä°ngiliz araÅŸtırmacılar, dünyanın ilk terahertz kamerasını yapmak için uÄŸraÅŸ veriyor. Ekibin başında bulunan Chris Mann, sistemi temmuzda tasarladıklarını ve ekimde de bitirmeyi planladıklarını söylüyor.Kamerada kare düzleme yerleÅŸtirilmiÅŸ 16 detektör bulunuyor ve her bir detektör iki parçadan oluÅŸuyor: terahertz ışınlarını toplayarak, bunları elektronik sinyallere dönüştüren yaklaşık 1 milimetre boyunda T-ÅŸeklindeki bir anten, ve terahertz ışınlarını toplayarak antene odaklayan özelleÅŸtirilmiÅŸ ‘‘optikler.''New Scientist (14 Eylül) dergisinde yer alan habere göre, bu terahertz alet, günümüzdeki makinelerde veya teleskoplarda kullanılan cam lensler ve aynalardan farklı olarak, fotonik kristaller içerecek. Silikondan yapılan bu kristaller, ışına odaklanabilir veya ışını yansıtabilir. Detektörler 0.3 ila 0.25 terahertz frekanslarında çalışacak. AraÅŸtırmacılar, kameranın bu aralıkta farklı maddeleri birbirinden ayırt edeceÄŸini düşünüyor. AraÅŸtırmacıların önündeki en önemli engel, antenleri ve devrelerini küçük bir alana sıkıştırabilmek.Bu projeye büyük paralar yatıran Avrupa Uzay Ajansı, terahertzten uzayda da faydalanmak istiyor. ÖrneÄŸin astronomlar, spektrumun terahertz bölgesinde ışın yayan birçok yeni galaksi keÅŸfetmeyi umuyor.Havaalanı ve iÅŸyerlerineyeni elektronik bekçiler Londra, Amsterdam ve Zürich havaalanında denenmekte olan sistem, uçaktan inen yolcuları gizli bir video kamerasıyla kaydettikten sonra Zürich’teki mülteci bürolarındaki iÅŸlemcilere gönderiyor. Böylece bilgisayar ekranındaki fotoÄŸrafların üzerinde sarı bir kafes beliriyor. Bilgisayar bundan sonra alın ve dudak arasında kalan yüz bölgesindeki (kafes bu bölgeyi iÅŸaretliyor) karakteristik özellikleri buluyor ve bu noktalar arasındaki mesafeleri hesaplayarak bir veri dosyası oluÅŸturuyor.Bu tür bir dosya sadece birkaç kilobaytlık yer tutmasına raÄŸmen yolcuların fizyonomisini neredeyse sıfır hata payıyla çıkarabiliyor. Bu yöntem sayesinde de dijital tıpkıbasım kısa saniyeler içinde kiÅŸilere ait verilerle karşılaÅŸtırılmakta.Kimliklerini yitiren ya da yitirdiklerini iddia eden göçmen yolcular genelde hangi uçakla geldiklerini de bildirmiyorlar. Bu durumda geldikleri ülkeye kabul edilmedikleri taktirde havayolu ÅŸirketleri bu kiÅŸilerin dönüş biletlerini karşılamıyor. Fakat yolcuyu uçaktan inerken kaydeden sistem sayesinde ÅŸirketler yolcuların dönüş biletlerini ödemek zorunda kalacaklar.Biyometri bilimiÅžu anda Hollanda ve Ä°ngiltere’nin büyük havaalanlarında ve Zürich’teki bir havaalanında kullanılmakta olan sistemin tekniÄŸini, beden ölçülerini hesaplayan biyometri bilimi üretiyor.Almanya’da bu tür araÅŸtırmaların yapıldığı Bochum Ãœniversitesi son yıllarda bir biyometri merkezi haline gelince geliÅŸmeler aynı anda iki firmanın ilgisini çekmiÅŸ.Bilim adamlarının amacı insanın görme yetisini taklit eden bir bilgisayar üretmekti. Ä°nsan beyni görüntüleri mesela renk, biçim ve hareket olmak üzere farklı kanallarda analiz eder. Çip üzerine aktarılan bu nöronsal organizasyon ilkesini araÅŸtırmacılar ‘organik görüm’ olarak adlandırmışlar.AraÅŸtırmalarını Bochum Ãœniversitesi’nin kampusunda sürdüren firmalardan ZN-Vision C-Vis firmasına göre daha iddialı. Firmanın geliÅŸtirdiÄŸi ZN-Face güvenlik sistemi, firma çalışanlarının yüzlerini kontrol ettikten sonra kapıyı otomatik olarak açıyor.11 Eylül’ün etkisiBiyometri pazarı özellikle de 11 Eylül’den sonra geliÅŸmeye baÅŸladı. Wall Street Journal dergisine göre yatırımcıların en fazla ilgi gösterdikleri firmalar biyometri kuruluÅŸları. Bazı bilgisayar uzmanlarının yeni teknikten henüz kuÅŸkulu olmalarına raÄŸmen dünya genelinde, bugün yılda 740 milyon Euroluk kazanç getiren biyometri pazarının, 2005 yılında yılda 1,5 milyar Euroluk kar getirecek kadar büyümesi beklenmekte.ZN-Vision firmasının asıl hedefi, firma merkezleri, büyük bilgi iÅŸlem merkezleri ve atom santrallerinin giriÅŸlerini yeni güvenlik sistemleriyle donatmak. Almanya’da örneÄŸin Deutsche Bank, Siemens ve AKW kuruluÅŸlarına hizmet vermeye baÅŸlamış.Bu kuruluÅŸların giriÅŸlerinde metal bir sütun içine gizlenmiÅŸ bilgisayar baÄŸlantılı bir kamera, kapıdaki kiÅŸinin yüzündeki 1700 noktayı tarıyor. Ä°ÅŸlemci bellekteki fotoÄŸrafı yeni verilerle karşılaÅŸtırırken, ısı ışınlarına göre de içeri girmek isteyen kiÅŸinin yüzüne farklı bir fotoÄŸraf tutup tutmadığını kontrol etmekte.Kumarhanede tanımaAlmanya’daki iki kumarhaneye yerleÅŸtirilen ZN- SmartEye sistemi, müşteriler arasında bağımlı olanları süzüyor.Bir gece kulübünde bulunan sistem sabıkalı hırsızları tanıyarak alarm çalıyor. Ve emniyet müdürlüğündeki görevliler ZN- yazılım programıyla soyguncunun verilerini karşılaÅŸtırabiliyorlar.ZN-Vision firmasının geliÅŸtirdiÄŸi diÄŸer bir ürün ise üzerinde yolcunun biyometrik verileri bulunan bir uçuÅŸ kartı. ‘Böylece sık yolculuk edenlere özel bir giriÅŸ kapısı ayarlanabilir. Bu giriÅŸlere genelde yürüyen merdivenle ulaşılmakta’ diyor ZN-Vision firmasından Marcel Yon. Çünkü insanlar yürüyen merdivenlerde genelde hareketsiz duruyor ve anlamlı bir biçimde çevreyi süzüyorlar. Bu durumda da kameraya iyi bir görüntü oluÅŸturmak için yeterince zaman kalıyor. Sonuçta yazılım programları genelde iyi iÅŸlemesine raÄŸmen görüntü kalitesinde hala sorunlar yaÅŸanmakta. Yüz taraması kiÅŸinin belli bir açıdan kameraya bakması durumunda daha iyi iÅŸlemekte. Yoksa fotoÄŸraflar rasgele alınmış görüntülerde olduÄŸu gibi gölgeli çıkıyor.Â