查找液态危险物的新探头

提神的饮料、化妆品、药品以及其他物品- 自从在2006年的一班飞机上及时挫败了一起恐怖袭击之后，飞行旅客便被限定在手提行李中仅能携带少量的液体和凝胶。

自此人们采取了多种用于检验液态危险物的检验仪器，但迄今尚无一种可推广到全球航站楼通用的设备。于利希的物理学家现在提出一种很有希望的新方法。他们在今天出版的科学杂志《超导科学与技术》上介绍了一个新的探测器样机，它能可靠并快速地区分液体炸药和无害物质。

“用我们的方法，可以在眨眼之间辨别出爆炸性液体或者可以在机上制造炸弹的液体成分。我们的液体检测方法不仅在速度上要比其他手段快得多得多，而且也可靠得多。最终允许在手提行李中携带液体的前提，是可以很可靠地辨别危险物，而不需要因为检测时间以及错报率高而造成排长队等候”，于利希研究中心的研究所所长克努特．乌尔班(Knut Urban)博士说。

乌尔班和他在固态研究所的同事们在检测中采取了一种特殊的光谱仪，它可以借助电磁辐射而分析不同的物质。各种液体对不同波长的辐射具有差异性的吸收和反射谱，由此可作为特征性的“指纹图谱”而予以识别。

采用电磁辐射的方法检测液态危险物并非新的思路。只是现有系统都只用了很窄频率的电磁辐射，从而只有指纹的一个小片断。因此不能可靠地将危险物质从无害的液体中区分出来，假使不同液体混合在一起，容易发生错判。

于利希科研人员开发的这个系统，可在200毫秒内就可以完成从几个吉赫到几个太赫兹的极宽频率谱段的测量。因此，每个测量都可以记录详细的分子指纹，后者能够可靠地跟危险液态危险物的参考数据进行比对。这台所谓的希尔伯特光谱仪的核心器件是一个被称为约瑟夫森结的新型纳米电子器件。作为一个高度敏感度、超快速的宽带传感器，在计算机的控制下可以把记录的频谱转换成电子信号，如果是可疑液体便被查找出来。

于利希研究人员成功地证明，他们的装置可以快速可靠地区别截然不同的液体成分，诸如水、乙醇、甲醇、异丙醇和丙酮等等。本项目的首席科学家尤里．狄温（Yuri Divin）博士说：“我们验证了本方法的可行性。我们现在所做的是减少设备的体积，优化一些细节，探讨其他的应用前景。我们相信，企业界将会有兴趣在我们的支持下开发一种新的适销对路的产品。”

原始文献：
Liquid indentification by Hilbert spectroscopy
M Lyatti, Y Divin, U Poppe, K Urban
Supercond. Sci. Technol. 22 (2009) 114005
doi: 10.1088/0953-2048/22/11/114005

图片：实验装置图，左侧是探测器原型，右侧是光源，正中间是瓶装待检液体。
图片提供：于利希研究中心

（何宏译）

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