Raman-Spektroskopie

Sir CV Raman

Im fiktiven Universum von Star Trek wird ein ausgeklügeltes Handgerät namens Tricorder von der Sternenflotten-Crew als Sensor und Datenanalysewerkzeug verwendet. Es kann unbekannte Umgebungen analysieren, Krankheiten in einer Lebensform diagnostizieren und technische Informationen über den Zustand eines Raumschiffs liefern.

Obwohl der Tricorder eindeutig in den Bereich der Science-Fiction gehört, versuchen Wissenschaftler, ein Tricorder-ähnliches Gerät zur Identifizierung zu entwickeln Edelsteine und Mineralien . Die Technologie wird von der NASA verwendet; das amerikanische Raumfahrtprogramm in ihrem Mars Rover-Raumschiff von 2009. Es wird schließlich von Mineralogen und Gemmologen verwendet.

Das System verwendet eine Technik namens Raman-Spektroskopie, um den einzigartigen Fingerabdruck eines Minerals zu erkennen. Der Raman-Effekt wurde erstmals 1928 von Sir CV Raman entdeckt, einem indischen Wissenschaftler, der 1930 für seine Entdeckung den Nobelpreis erhielt.

Der Raman-Effekt tritt auf, wenn monochromatisches Licht auf ein Molekül trifft und mit der Elektronenwolke der Bindungen dieses Moleküls interagiert. Die anschließende Anregung führt zu einer Lichtstreuung in einem Muster, das für die übertragende Substanz charakteristisch ist. Da jedes Material sein eigenes charakteristisches Spektralmuster hat, kann der Raman-Effekt als Werkzeug verwendet werden Identifikation .

Star Trek-Tricorder

Im Gegensatz zu anderen Methoden zur Identifizierung von Mineralien erfordert ein Raman-Spektrometer keine destruktive Probenahme. Es schießt einen Laserstrahl auf die Probe und analysiert dann das emittierte schwache Licht, um das Spektrum des Raman-Effekts zu messen.

Wissenschaftler in den USA haben eine Datenbank mit Raman-Spektren für 4.000 verschiedene Mineralien zusammengestellt. Wenn die Datenbank vollständig ist, wird sie schließlich in ein tragbares Gerät integriert, das auf jedes Mineral gerichtet werden kann. Ein Vergleich der beobachteten Raman-Spektren mit der Datenbank wird schnell zurückkommen Identifikation .

Die Raman-Spektroskopie ist nur eine Art der Spektroskopie. Es sollte nicht mit den herkömmlichen Spektroskopen verwechselt werden, die in verwendet werden Gemmologie um Absorptionsspektren für verschiedene Arten von durchscheinenden Edelsteinen zu bestimmen. Diese Spektroskope verwenden typischerweise eher weißes Licht als Laser. Es gibt auch ausgefeiltere Formen der Spektroskopie wie die Gammastrahlenspektroskopie, die zur Identifizierung von Labor- bestrahlt Edelsteine.