Laser erkennt Sprengstoff

Die Ferndiagnose der Chemikalien ist nun aus einer sicheren Distanz von mehreren Hundert Metern möglich. Das System soll weiter verbessert werden.

Ein experimentelles Lasersystem kann Chemikalien aus mehreren Hundert Metern Entfernung unterscheiden und soll auf diese Weise Sprengstoffe und andere gefährliche Verbindungen aus sicherer Distanz erkennen. In den „Proceedings“der US-Akademie der Wissenschaften (PNAS) berichten die Entwickler umBrett Hokr von der Texas University in College Station, wie sie mit ihrem System verschiedene optisch und chemisch ähnliche weiße Pulver aus 400 Metern Entfernung identifizieren konnten.

Die Forscher nutzen für

ihr Ferndiagnosesystem einen bekannten Effekt namens Raman-Streuung, bei dem Licht an den Atomen oder Molekülen eines Materials gestreut wird und dabei je nach chemischer Beschaffenheit dieses Materials geringfügig seineWellenlänge ändert. Aus der genauen Farbzusammensetzung des Lichts lässt sich ablesen, an welcher chemischen Substanz es gestreut wurde. Dieser Effekt ist seit Langem bekannt, aber er ist nur sehr schwach: Lediglich etwa eines in zehn Milliarden Lichtteilchen wird auf diese Weise gestreut, sodass ein Nachweis dieser Lichtteilchen aus größerer Entfernung schwer möglich ist.

Vor einigen Jahren haben Wissenschafter jedoch entdeckt, dass sich bei einem Laserstrahl mit passenden Eigenschaften die RamanStreuung deutlich verstärkt und selbst eine laserartige Form annehmen kann. Durch dieses sogenannte Raman-Lasing entsteht ein sehr viel helleres Signal aus der Probe, das sich auch in größerer Entfernung noch nachweisen lässt. Das Team um Hokr nutzte diesen Effekt nun für ein Ferndiagnosesystem. Aus 400 Metern Entfernung ließen sich so etwa Bariumsulfat (BaSO ), Natriumnitrat (NaNO ), Kaliumnitrat (KNO ) und Ammoniumnitrat (NH NO ) zuverlässig auseinander- halten, wie die Forscher schreiben. Das System soll verbessert werden und eine Identifikation aus bis zu einem Kilometer Distanz ermöglichen.

An der TU Wien entwickelten Forscher bereits vor zwei Jahren eine Methode, Chemikalien auch durch undurchsichtige Behälter auf eine Entfernung von über hundert Metern genau zu untersuchen. Der Inhalt von Taschen oder Plastikflaschen ließ sich bereits chemisch analysieren, ohne sie zu öffnen. Die Forscher um Bernhard Lendl vom Institut für Chemische Technologien und Analytik nutzten ebenfalls die Raman-Streuung.