Ученые часто боятся прикасаться к древним рукописям, так как хрупкие листы легко крошатся и превращаются в пыль… Специалисты из Массачусетского технологического института (США) нашли способ ознакомиться с содержимым закрытых книг, даже не открывая их. Для этого используется прибор, работа которого основана на терагерцовом излучении.

От систем безопасности до космоса

Терагерцевое (или терагерцовое) излучение (ТГц) представляет собой вид электромагнитного излучения, спектр частот которого находится между инфракрасным и сверхвысокочастотным диапазонами. Максимально допустимый диапазон его частот составляет 3·1011-3·1012 герц, а диапазон длин волн 1-0,1 миллиметра. Волны ТГц-излучения еще называют субмиллиметровыми. Оно не обладает ионизирующими свойствами, легко проходит сквозь большинство диэлектриков, но проводящие материалы и некоторые диэлектрики его поглощают. Так, оно "видит" сквозь дерево, пластик и керамику, а вот вода и металлы для него "недоступны".

Первые ТГц-источники и приемники появились в 60-70-х годах XX века. Сегодня они используются, например, в системах безопасности аэропортов для сканирования пассажиров и их багажа. В отличие от рентгеновского, ТГц- излучение не опасно для организма. С помощью системы Tadar можно, скажем, рассмотреть спрятанные под одеждой металлические, керамические или пластиковые предметы с расстояния нескольких десятков метров на трехмиллиметровой длине волны.

Терагерцовые волны можно использовать для сверхскоростной передачи информации, наблюдения за биологическими процессами и многих других целей. Они могут применяться в самых различных высокотехнологичных отраслях — например, в оптике или микроэлектронике. В наши дни уже существуют ТГц-томографы, позволяющие исследовать верхние слои тела — кожу, сосуды и мышцы, заглядывая туда на глубину нескольких сантиметров. Таким образом, в частности, удается получать изображения опухолей.

А в чилийских Андах на высоте 5100 метров установлен первый в мире телескоп, способный принимать излучения от Солнца и других светил в диапазоне 0,2-1,5 миллиметра.

Сканер-"книгочей"

Итак, волны этого типа теоретически способны делать некоторые объекты "прозрачными". Именно на данном принципе основана работа сканера, изобретенного сотрудниками MIT.

Пока он умеет отличать листы чистой бумаги от тех, что заполнены текстом, благодаря изменениям свойств пучков излучения при отражении от поверхности листов, а также скорости их возвращения назад. В перспективе с помощью такого устройства можно будет прочитать содержание книги любого размера и толщины.

Правда не все на практике выглядит так гладко. Например, волны могут отражаться сразу от нескольких страниц, да и фоновый шум создает существенные помехи… Поэтому авторы разработки создали особый алгоритм, который не только анализирует изображения на листах, но также распознает отдельные буквы текста и отсеивает "лишние" сигналы.

На сегодняшний день сканер нового поколения позволяет легко прочитать книгу из 20 страниц или просмотреть первые 20 страниц в более объемных фолиантах. В дальнейшем, надеются разработчики, он научится проникать в более глубокие слои рукописей.

"Музей Нью-Йорка уже проявил интерес к этой технологии, так как они хотят, к примеру, заглянуть внутрь древних книг, к которым они даже не смеют прикасаться, — прокомментировал руководитель проекта Бармак Хешмат в журнале Nature Communications. — На самом деле, если подумать, у этой технологии масса применений. К примеру, на многих сайтах есть капчи. И наш алгоритм распознавания символов позволяет обойти большинство из них".

Универсальное "око"

Как полагают Бармак Хешмат и его команда, в первую очередь изобретение должно заинтересовать историков, археологов и криминалистов, поскольку тем постоянно приходится иметь дело с различными предметами и материалами, к которым нежелательно прикасаться. Так, устройство окажется незаменимым при изучении древнеегипетских папирусов, свитков из Помпей и даже древнерусских грамот, которые зачастую находят "спекшимися" в единое целое…

Благодаря высокой чувствительности терагерцовое излучение может применяться и для послойного исследования структуры микрочипов, анализа качества изготовления деталей для космических аппаратов, а также проверки разнообразных медицинских препаратов. Поскольку усовершенствованные сканирующие приборы смогут "видеть" под слоями краски или штукатурки, с их помощью можно будет "бесконтактным" способом восстанавливать первоначальный облик произведений живописи.

Ирина Шлионская