donderdag 10 november 2011

Zwarter dan zwart

image

Als we een voorwerp zwart zien, dan komt dat doordat het materiaal van het voorwerp alle golflengten in het zichtbaar gedeelte van het elektromagnetisch spectrum absorbeert.

image

M.a.w. het materiaal van het voorwerp kaatst geen zichtbaar licht meer terug.
Er komen geen golven uit het gebied van het zichtbaar licht meer in ons oog terecht: wie zien de kleur van het voorwerp als zwart.

Ik heb hierboven steeds met nadruk over zichtbaar licht gesproken.
In het spectrum is duidelijk te zien dat er naast zichtbaar licht nog heel wat meer soorten golven bestaan: gamma stralen, X- of Röntgenstralen, ultravioletstralen (UV), infraroodstralen (IR), radar, radio-en tv-stralen.
En voorwerpen die zwart zijn in het zichtbaar gebied zijn het daarom niet in andere golflengtegebieden. Zo kan een zwarte hete kachelplaat intens infrarode- of warmtestralen uitzenden. Ons oog detecteert die niet, maar onze huid wel.

Maar nu heeft NASA een nieuw soort materiaal ontwikkeld, dat naast de golven uit het zichtbaar gebied ook meer dan 99% van alle stralen uit het UV, IR en de radio-en TV-gebied absorbeert. Dat materiaal is dus ook zwart in andere golflengtegebieden. Het is dus zwarter dan zwart.

Het materiaal bestaat uit een basis van silicium of titanium of roestvrij staal, bedekt met meerdere lagen koolstof-nanobuisjes. En het zijn die buisjes die het doen. Ze zijn verticaal op de basis ingeplant, zo’n beetje zoals de haren op een tapijt.
Koolstof-nanobuisjes zijn buisjes van aan elkaar gebonden zeshoeken van koolstofatomen. Ze hebben een diameter van de orde van een miljardste (10-9) deel van een meter (= nanometer). Dus 10.000 keer dunner dus dan een menselijk haar:



Kohlenstoffnanoroehre_Animation

Je kan je afvragen waarom nu precies NASA zich bezig houdt om dergelijk superzwart materiaal te maken?
Het antwoord ligt voor de hand: omdat superzwart materiaal belangrijk is in de ruimtevaart.
Aangezien dat materiaal vrijwel alle stralen absorbeert, stuurt het geen storende weerkaatste stralen meer naar de antennes waarmee men de zwakke golven van ruimte-objecten (exoplaneten rond verre sterren bijvoorbeeld) wil onderzoeken. Men meet dus echt de stralen en niet een mix van rechtstreeks ontvangen en gereflecteerde golven.

Onze satellieten en ruimtetuigen zullen met dat materiaal dus correcter horen en zien in de ruimte.
Misschien horen ze dan binnenkort het zwakke stemmetje van onze verre broeders en zusters ergens in het immense heelal.
ET we hear you... bijna!

image

Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen