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Wissen Laser soll Sprengstoff erkennen
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09:13 12.08.2014
Eine riesige schwarze Wolke aus Kleiboden und Erde erhebt sich bei der Sprengung einer fünf Zentner schweren US-Fliegerbombe an der Weser in Bremen. Quelle: Ingo Wagner/dpa
Washington/College Station

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 um Brett Hokr von der Texas A&M 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 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 seine Wellenlänge ändert. Dieser Effekt ist seit langem bekannt, aber nur sehr schwach: Lediglich etwa eins in zehn Milliarden Lichtteilchen wird auf diese Weise gestreut, so dass ein Nachweis dieser Lichtteilchen aus größerer Entfernung nahezu unmöglich ist.

Vor einigen Jahren haben Wissenschaftler jedoch entdeckt, dass sich bei einem Laserstrahl mit passenden Eigenschaften die Raman-Streuung 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 und schoss mit einem speziellen Laser auf verschiedene chemisch ähnliche weiße Pulver.

Aus 400 Metern Entfernung ließen sich so etwa Bariumsulfat (BaSO4), Natriumnitrat (NaNO3), Kaliumnitrat (KNO3) und Ammoniumnitrat (NH4NO3) zuverlässig auseinanderhalten, schreiben die Forscher. Unter Berücksichtigung verschiedener Optimierungsmöglichkeiten sollte demnach eine Identifikation aus bis zu einem Kilometer Distanz möglich werden.

dpa

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