Терагерц-спектроскопическая технология может читать книги без их открытия
Изучение прошлого может быть деликатной работой. Независимо от того, выкапываете ли вы землю для захороненных объектов или пытаетесь читать хрупкие древние книги, технология излучения волн и измерений может помочь исследователям изучать исторические объекты, не разрушая их в процессе.
Работа историков была бы намного проще с машиной времени. Представьте, сколько мы могли бы узнать о прошлом, если бы смогли просто посетить.
К сожалению, у нас пока нет технологии, необходимой для путешествий во времени. Но вот два реальных применения датчиков длины волны, которые могут помочь нам лучше понять, что произошло в далеком прошлом.
Радиально-проникающий радиолокатор
Большая часть того, что мы знаем о древних цивилизациях, исходит от работы археологов. Картинка в вашем уме - археологический раскопок. Если вы похожи на меня, вы, вероятно, представили нечто вроде сцены из фильма Индианы Джонса: толпы занятых людей, сбегающих по пустыне или джунглям, копающие дыры, уносящие большое количество грязи, тщательно очищая и классифицируя артефакты.
В то время как вам часто приходится копать, чтобы найти древние объекты, это может быть и разрушительным, и непрактичным, чтобы помешать земле, не зная, что находится под ним. Общество американских археологов, по сути, называет археологию разрушительной наукой, потому что раскопки исторических мест разрушают их, а это значит, что их невозможно восстановить и к ним нужно обращаться с особой тщательностью.
Как же тогда вы знаете, с чего начать? "Src =" // www.allaboutcircuits.com/uploads/articles/Powell_ancient_texts_2_.jpg" />
GPR в действии на археологическом объекте. Изображение предоставлено ООО «Архео-физика»
Введите проникающую в землю радар (GPR). В отличие от металлоискателя, который ограничен металлическими артефактами, GPR может обнаруживать множество различных материалов и целей, зарытых в землю.
Он работает, излучая радиоволны, обычно где-то между 16 и 2600 МГц в зависимости от состава земли. Высокоточные датчики затем поднимают возвращающиеся волны, когда они отскакивают от разных объектов и материалов под землей. GPR даже использовался, чтобы найти, где отверстия были вырыты и заправлены путем картирования нарушений в почве.
Изображение предоставлено Global GPR
Эти возможности делают его пригодным для использования археологами, что позволяет им искать потенциально плодотворные уголки в легком, быстром, неинвазивном и неразрушающем режиме. GPR был особенно использован для изучения руин майя города Холтун в Гватемале, несмотря на то, что весь город был погребён под несколькими футами земли и растительности.
Сканер Terahertz от MIT
В отсутствие машины времени поиск книг или других произведений с древних времен может быть огромной помощью в понимании того, как люди думали и что они делали. К сожалению, однако, время часто делает эти книги слишком хрупкими, чтобы открывать и учиться. Что вы делаете тогда?
У группы исследователей в Массачусетском технологическом институте может быть ответ. Недавно они использовали специальное устройство для чтения чернил на листе бумаги. Это может показаться не впечатляющим само по себе, если вы не поймете, что в то время бумага была скрыта ниже восьми других листов бумаги и написана на них.,
Изображение предоставлено Nature Communications
Итак, как это работает?
На самом деле это очень похоже на GPR. Сканер указывается на книгу или стопку документов, которые размещаются на очень тщательно измеренном расстоянии.
Сканер излучает один биполярный импульс (то есть одну длину волны), а затем ожидает «эхо». По мере того как импульс проходит через различные слои и страницы книги, он частично отражается назад каждым, но каждое отражение занимает немного больше времени, чтобы вернуться. Это означает, что сканер будет получать ряд импульсов различной силы, в зависимости от того, насколько хорошо этот конкретный слой отражает импульс.
Слои с чернилами на них отражаются иначе, чем слои без, и это записывается сканером. Перед выполнением полного сканирования исследователи должны сначала определить, какая частота чернил «видима» для сканера.
Затем книга немного перемещается, и процесс повторяется. Это продолжается, сканирует и перемещает, сканирует и перемещает. Каждый из отраженных сигналов может быть объединен в составную карту с каждым импульсом, представляющим слой. Время, прошедшее с возвратом импульса, указывает, насколько глубоко в книге находится слой, а сила импульса дает некоторые подсказки относительно того, из какого слоя мог быть сделан.
Одна из проблем этого метода заключается в том, что датчик поднимает «тени» чернил на окружающих страницах. Таким образом, работа над этим, команда в Массачусетском технологическом институте разработала алгоритм, который позволяет сканеру идентифицировать форму букв на странице.
Визуализация перекрытия чернил между страницами. Изображение предоставлено MIT Media Lab
Конечно, большинство книг имеют более восьми страниц. Но это огромный шаг к тому, чтобы иметь возможность изучать и хранить очень старые и ценные книги, не рискуя повредить их.
Может быть, когда-нибудь мы придумаем машину времени, а может и нет. Но, в любом случае, вы можете быть уверены, что мы найдем более инновационные и мощные способы взглянуть на прошлое.