infraroodstraling

Door een slimme configuratie van lichttrechters kan er veel meer straling ingevangen en geconcentreerd worden.

Licht in nanokanaaltje gepropt

Alsof je een walvis door een afvoerpijp laat zwemmen. Daarmee kan je de opmerkelijke prestatie vergelijken om licht door een kanaaltje, vijfhonderd keer smaller dan de golflengte te persen. De mogelijkheden voor creatieve uitvinders zijn enorm. Denk alleen al aan veel betere infrarood zonnepanelen en gevoeliger nachtkijkers.

Door een slimme configuratie van lichttrechters kan er veel meer straling ingevangen en geconcentreerd worden.
Door een slimme configuratie van lichttrechters kan er veel meer straling ingevangen en geconcentreerd worden.

Gaatjes zuigen licht op
Stel je voor dat alle licht dat op de muren van je huis valt, alsnog door de ruiten naar binnen gaat. Bij ‘power funneling’ blijkt dat er meer licht door de gaatje reist dan je zou verwachten als je het totale oppervlak van de gaatjes vergelijkt met die van de rest van het oppervlak. Dit bizarre effect heet in fysisch vakjargon extraordinary optical transmission (EOT) en wordt veroorzaakt omdat lichtdeeltjes die het oppervlak raken, worden omgezet in plasmons (oppervlaktetrillingen). Deze plasmons bewegen dan weer door de trechters heen. Dit proces berust echter op resonantie, waardoor alleen een heel nauw bereik van golflengtes (kleuren) kan worden geoogst. Het is uiteraard zeer interessant om het licht van een breed spectrum, bijvoorbeeld alle zichtbare licht, te kunnen concentreren. Dan zou je er bijvoorbeeld een zonnecel mee kunnen bouwen. Daarvoor is het nodig niet-resonante technieken te ontwikkelen. Ook zijn de ontwerpeisen zo veel minder streng.

Breed spectrum kan worden geoogst en geconcentreerd
Dat concept ontwikkelen is nu gelukt. De onderzoekers stellen een structuur voor van kanaaltjes die veel en veel smaller zijn dan de golflengte van het licht. Hun apparaat bestaat uit een patroon van kleine en grote rechthoekige spleten, geëtst in een dun goudlaagje op een draagstof. Terwijl de grote spleten zorgen dat er meer licht wordt geoogst door de kleine spleten, zorgen de kleine spleten dat het licht nog nauwer op wordt gesloten en daarmee wordt versterkt.

Veel gevoeliger infrarood detectoren
In hun model bereiken ze een hoge concentratiefactor van licht, denk aan factor dertien tot twintig. Hun structuur is afgestemd op infrarode (warmte) straling. Mensen laten overal zwakke, kortdurende infraroodsporen achter, die je door middel van dit gevoelige proces kunt waarnemen. Ook kunnen infrarood-detectoren, mogelijk ook infrarood draadloze verbindingen en allerlei meetapparatuur veel nauwkeuriger worden.

Het gaat hier om structuurtjes op nanoschaal. Op dit moment is nanofabricage snel aan het evolueren, zodat deze kleine structuurtjes vermoedelijk binnen enkele jaren al geproduceerd kunnen worden. Weliswaar kunnen de kleine spleetjes nog smaller (wat de versterkingsfactor nog meer zou vergroten), maar kwantum tunneling, waardoor de energie weglekt, gaat dan roet in het eten gooien. Ook komen ze zo aan de grens van wat nanofabricage aankan.

Onderzoekers G. Subramania en I. Bremer van Sandia National Laboraties in Californië en S. Foteinopoulou van de Britse universiteit van Exeter hebben hun concept oktober 2011 gepubliceerd in het vooraanstaande natuurkundige vakblad Physical Review Letters.

Bron:

G. Subramania, et al. “Nonresonant Broadband Funneling of Light via Ultrasubwavelength Channels.” Physical Review Letters, 107, 163902 (2011)

In de dagen voor de aardschok vonden raadselachtige infraroodemissies plaats boven de Japanse eilanden.

Extreme toename IR-straling gemeten voor Japanse aardbeving

Uit satellietwaarnemingen blijkt dat dagen voor de grote aardbeving in Japan een enorme toename van infraroodstraling in de atmosfeer direct boven het epicentrum optrad. Hebben we eindelijk een betrouwbare voorspeller van aardbevingen gevonden?

Geologen hebben zich lang verbaasd over de anekdotische meldingen van vreemde atmosferische verschijnselen in de dagen vóór de grote aardbevingen. Maar aan goede data en een back-up van deze ooggetuigenverslagen is moeilijk te komen. In de afgelopen jaren hebben echter verschillende teams atmosferische meetstations in aardbevingsgebieden ingericht en een aantal satellieten gelanceerd die in staat zijn om gegevens over de toestand van de bovenste atmosfeer en de ionosfeer tijdens een aardbeving terug te sturen.

We schreven reeds over de fascinerende vondst door microsatelliet DEMETER van een aanzienlijke toename in ultra-lage frequentie radiosignalen voor de aardbeving in Haïti in januari 2010 met een grootte van zeven op de schaal van Richter.

Dimitar Ouzounov op het  NASA Goddard Space Flight Center in Maryland en een paar collega’s presenteren de gegevens van de verwoestende Grote Tohoku aardbeving in Japan op 11 maart 2011. Hun resultaten, hoewel voorlopig, zijn een eye-opener. De onderzoekers zeggen dat voordat de M9 aardbeving plaatsvond, de totale elektron inhoud van de ionosfeer enorm toegenomen is boven het epicentrum, waarbij het maximum werd bereikt drie dagen voor de aardbeving.

Tegelijkertijd namen satellieten een grote stijging in de infrarood-uitstoot boven het epicentrum waar, met een piek in de uren voor de beving. Met andere woorden, de atmosfeer werd opgewarmd.

In de dagen voor de aardschok vonden raadselachtige infraroodemissies plaats boven de Japanse eilanden.
In de dagen voor de aardschok vonden raadselachtige infraroodemissies plaats boven de Japanse eilanden.

Dit soort opmerkingen zijn in overeenstemming met een idee: de lithosfeer-atmosfeer-ionosfeer koppeling. De gedachte is dat in de dagen vóór een aardbeving, de grote spanningen in een gesteente leiden tot de afgifte van grote hoeveelheden radon. De radioactiviteit van dit gas ioniseert de lucht op een grote schaal en dit heeft een aantal gevolgen. Water moleculen worden aangetrokken door ionen in de lucht, waardoor ionisatie de grootschalige condensatie van water in gang zet. Van dit principe wordt gebruik gemaakt in een bellenvat, een vroeger populair type deeltjesdetector. Volgens de ketterse klimaatwetenschapper Svensmark is ionisatie door kosmische straling de oorzaak voor extra bewolking.

Het proces van condensatie laat ook warmte vrijkomen, de bron van de waargenomen infrarood(warmte)straling. “Onze eerste analyses van de satellietdata tonen aan dat op 8 maart een snelle toename van het uitgestraalde infrarode straling werd waargenomen,” zeggen Ouzounov en co. Deze emissies beïnvloeden de ionosfeer en de elektronen daar.

Het is zeker logisch dat de lithosfeer, atmosfeer en de ionosfeer zijn gekoppeld op een manier die kan worden gemeten wanneer een van hen is verstoord. De vraag is in hoeverre het nieuwe bewijsmateriaal back-up van dit idee levert.

De Japanse aardbeving is de grootste  die op het hoofdeiland Honshu heeft toegeslagen in de moderne tijd en is één van de best bestudeerde. Als een deugdelijk bewijs van deze relatie niet uit deze gegevens volgt, zijn er maar weinig andere mogelijkheden om het idee te testen.

Deze voorlopige vondst, en de theorie er achter,  is waarschijnlijk koren op de molen van de samenzweringstheoretici die veronderstellen dat HAARP, een enorme experimentele radiozender in Alaska die de ionosfeer manipuleert met vele  megawatts vermogen, tot doel heeft aardbevingen op te wekken. Als er een natuurlijke oorzaak is (uiteraard de waarschijnlijkste optie, de energie die vrijkomt bij een aardbeving stelt HAARP totaal in de schaduw), zouden we een uitstekend middel hebben om een paar dagen van tevoren aardbevingen te vo0orspellen. Dat zou tienduizenden mensenlevens redden.

Bron
ArXiv