ラマン分光法

CVラマン卿

スタートレックの架空の世界では、トライコーダーと呼ばれる洗練されたハンドヘルドデバイスが、宇宙艦隊の乗組員によってセンサーおよびデータ分析ツールとして使用されています。なじみのない環境を分析し、生命体の病気を診断し、宇宙船の状態に関する工学情報を提供することができます。

トライコーダーは明らかにサイエンスフィクションの領域に属していますが、科学者はトライコーダーのようなデバイスを開発して識別しようとしています宝石と ミネラル。この技術はNASAによって使用されます。アメリカの宇宙計画、2009年の火星探査機。最終的には鉱物学者や宝石学者によって使用されます。

このシステムは、ラマン分光法と呼ばれる手法を使用して、鉱物の固有の指紋を検出します。ラマン効果は、1928年に、1930年にノーベル賞を受賞したインドの科学者であるCVラマン卿によって最初に発見されました。

ラマン効果は、単色光が分子に衝突し、その分子の結合の電子雲と相互作用するときに発生します。その後の励起により、透過物質に特有のパターンで光が散乱します。各材料には独自のスペクトルパターンがあるため、ラマン効果は次のツールとして使用できます。 身元。

スタートレックトライコーダー

鉱物を識別する他の方法とは異なり、ラマン分光計は破壊的なサンプリングを必要としません。サンプルにレーザービームを照射し、放出された弱い光を分析してラマン効果のスペクトルを測定します。

米国の科学者たちは、4,000種類の鉱物のラマンスペクトルのデータベースを作成しています。データベースが完成すると、最終的には任意の鉱物を指すことができるハンドヘルドデバイスに組み込まれます。観測されたラマンスペクトルをデータベースと比較すると、身元。

ラマン分光法は、分光法の一種にすぎません。で使用されている従来の分光器と混同しないでください宝石学さまざまな種類の半透明の宝石の吸収スペクトルを決定します。これらの分光器は通常、レーザーではなく白色光を使用します。実験室を識別するために使用できるガンマ線分光法などのより洗練された形式の分光法もあります-照射宝石。