Phát hiện chất nổ ở khoảng cách xa xuyên qua vật cản

Phát hiện chất nổ thường đòi hỏi con người tiếp cận trực tiếp vật thể nghi vấn, trong khi những vật liệu nguy hiểm này có thể được giấu kín trong thùng chứa hoặc các địa điểm trông hoàn toàn bình thường. Việc kiểm tra như vậy không chỉ mất thời gian mà còn đặt người thực hiện trước nguy cơ nghiêm trọng, bởi chỉ một sai sót nhỏ cũng có thể gây hậu quả đặc biệt nguy hiểm. Vì thế, một phương pháp quan sát từ xa, không cần mở vật chứa hay tiến gần mục tiêu, có thể tạo thay đổi lớn cho công tác an ninh. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Vienna, thường được gọi là TU Vienna, đã phát triển công nghệ dùng ánh sáng laser để nhận biết chất nổ từ khoảng cách lên tới 100m. Điểm đáng chú ý nằm ở khả năng phát hiện vật liệu nguy hiểm ngay cả khi chúng được đặt bên trong những container, vốn thường che khuất hoàn toàn đối tượng cần kiểm tra. Phương pháp này mở ra cách tiếp cận an toàn hơn, khi thiết bị có thể thu thập thông tin từ xa thay vì buộc con người phải trực tiếp xử lý mẫu nghi vấn. Về nguyên lý, công nghệ của TU Vienna dựa trên quang phổ học, lĩnh vực sử dụng ánh sáng để khảo sát đặc điểm của các phân tử hóa học. Khi được chiếu laser, các phân tử trong vật liệu tạo ra tín hiệu ánh sáng đặc trưng, giúp hệ thống nhận diện thành phần dựa trên dấu hiệu riêng của chúng. Cách làm này có điểm tương đồng với một hệ thống từng được phát triển tại Đại học Michigan, cũng khai thác sự tương tác giữa ánh sáng laser và các phân tử. Tuy nhiên, tín hiệu cần thu thập trong quá trình này cực kỳ yếu, khiến việc quan sát từ khoảng cách xa trở thành bài toán kỹ thuật phức tạp. Giáo sư Bernhard Lendl cho biết chỉ một vài triệu photon tham gia tạo nên quá trình tán xạ Raman, trong đó ánh sáng bị phân tán theo nhiều hướng khác nhau. Phần lớn các hạt ánh sáng không quay trở lại máy dò, nên thiết bị phải tận dụng tối đa lượng tín hiệu rất nhỏ còn lại. Để giải quyết hạn chế đó, nhóm nghiên cứu kết hợp một kính thiên văn hiệu suất cao với thiết bị dò ánh sáng có độ nhạy cực kỳ lớn. Kính thiên văn giúp thu gom nhiều ánh sáng hơn từ mục tiêu, còn bộ dò nhạy cho phép tách thông tin hữu ích khỏi tín hiệu yếu giữa môi trường xung quanh. Nhờ phối hợp hai thành phần này, hệ thống có thể phân tích mẫu ở khoảng cách xa mà không cần đưa thiết bị tới sát vật thể. Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu kiểm tra khả năng nhận biết nhiều loại chất nổ gồm TNT, ANFO và RDX. Kết quả cho thấy phương pháp mới phát hiện được những vật liệu này ở khoảng cách 100m, một khoảng cách đủ lớn để giảm đáng kể rủi ro cho người vận hành. Các kết quả ấy cũng chứng minh tín hiệu quang học dù yếu vẫn có thể cung cấp thông tin cần thiết nếu được thu nhận bằng thiết bị phù hợp. Khả năng kiểm tra xuyên qua vật cản được hỗ trợ bằng một thủ thuật hình học tương đối đơn giản, thay vì phải xuyên thủng container hoặc mở nó ra để lấy mẫu. Tia laser được tập trung vào một vùng nhỏ trên bề mặt vật chứa, sau đó tín hiệu ánh sáng truyền qua khu vực này và lan rộng hơn khi đi ra phía bên kia. Sự phóng đại trên diện rộng giúp các nhà nghiên cứu thu được dấu hiệu cần thiết để xác minh sự hiện diện của chất nổ bên trong. Theo các nhà nghiên cứu, hệ thống này có tiềm năng ứng dụng tại sân bay, nơi lượng hành lý và container lớn khiến việc kiểm tra trực tiếp vừa chậm vừa tiềm ẩn nguy hiểm. Công nghệ cũng có thể hỗ trợ quân đội phát hiện vật liệu nổ từ vị trí an toàn hơn, đặc biệt tại những khu vực khó tiếp cận hoặc chưa thể xác định mức độ rủi ro. Ngoài lĩnh vực an ninh, nhóm TU Vienna cho rằng phương pháp quang học này còn có thể phục vụ nghiên cứu địa lý, chẳng hạn khảo sát các núi băng trôi từ xa.