Natürliche Terahertzstrahlung sichtbar gemacht

Eine amerikanische Forschergruppe hat ein bildgebendes System entwickelt, das die natürliche Terahertzstrahlung chemischer und biologischer Strukturen abbildet und so zur Tumorfrüherkennung eingesetzt werden könnte.

Viele biologische und chemische Strukturen senden natürliche Terahertz-Strahlung aus. Diese »passive« Strahlung ist außerordentlich schwach und war bisher kaum zu erfassen. Forscher des amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) haben nun erstmals ein neues bildgebendes System vorgestellt, dass nicht nur die Früherkennung von Tumoren zulassen würde, sondern auch die Analyse von gefährlichen chemischen Werkstoffen.

Das NIST-System bringt die besten Bilder bei etwa 0,85 THz, ein Übertragungsfenster, bei dem die THz-Strahlung durch die Atmosphäre dringt. Das Ausgangsfoto (Bild 1 unten links) zeigt eine Ringstruktur bei Raumtemperatur, die auf einem wärmeabsorbierenden Material aufgesetzt ist. Das Strahlungsbild (farblich nachbearbeitet) zeigt auf 40 x 40 Pixeln die Wärmeskala, die mit dem THz-Sensor erfasst wurde (in Kelvin, Bild 2 unten rechts).

Auf Celsiusgrade umgesetzt entspricht dies 28,75 °C (blau) bis 29,35 °C (rot). Der eigentliche Sensor besteht aus einem supraleitenden Detektor in Kombination mit mikroelektronischen und photonischen Elementen. Infolge des sehr schwachen Signals braucht es derzeit noch rund 20 Minuten, um ein Bild zu erzeugen. (EF)

Bild 1: Eine Ringstruktur bei Raumtemperatur, die auf einem wärmeabsorbierenden Material aufgesetzt ist.

Bild 2: Das Strahlungsbild (farblich nachbearbeitet) zeigt auf 40 x 40 Pixeln die Wärmeskala in Kelvin, die mit dem THz-Sensor erfasst wurde.