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如何阅读一本封闭的书

了解太赫兹成像系统如何在不打开的情况下读取纸堆中的单个页面。这是对古老脆弱书籍的一项突破!

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研究人员正在测试新的太赫兹成像系统。(图片来源:Barmak Heshmat 供稿)你仍然不能以貌取书,但无需打开它也能阅读。这当然为一句古老的谚语增添了新的含义。但这确实是真的;麻省理工学院和佐治亚理工学院的研究人员构建了一个原型——关键是原型——成像系统,可以读取一叠纸中的单个页面。这是一个早期的演示,所以我们谈论的只是一叠九页纸,但这是一个开始。随着技术的进步,它总有一天会给博物馆馆长等提供另一种工具,以研究他们不敢打开的古老、脆弱的书籍。

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今天的 T 射线

为了穿透纸堆,该系统依赖于太赫兹辐射,这是一种介于微波和红外光之间的电磁辐射频带。太赫兹成像系统会发出短脉冲辐射,可以穿透各种材料。水、塑料、气体和生物燃料等物质会吸收特定的太赫兹频率,这使得它们很容易被识别。美国宇航局使用该技术检查其航天飞机机队的泡沫绝缘结构,并且这与机场全身扫描仪中使用的技术相同。你知道,那些产生飞机乘客准色情图像的扫描。

页面穿透

研究人员使用标准的太赫兹相机向一叠 20 张纸发射辐射,每张纸上印有一个字母,然后传感器检测到反射的辐射。纸张和墨水各自吸收其特征频率,从而揭示了字母。每张纸之间也有微小的空气袋,这种边界会影响反射信号击中传感器的时间。生成的图像并不十分美观——该设备的电子设备会产生背景嗡嗡声,并且一些辐射会在返回传感器之前在页面之间反弹。因此,佐治亚理工学院和麻省理工学院设计了算法来清理这些图像并解释每个页面的内容。那些可以破译紧密堆叠页面内容的算法是这里的重大改进。研究人员于周五在《自然通讯》杂志上发表了有关其新技术的详细信息

无接触观察

在不打开文件的情况下偷看文件并不是什么新花样。例如,使用欧洲同步辐射设施,来自法国的研究人员用强度极高的X射线轰击古老的赫库兰尼姆卷轴,这个过程称为扫描X射线荧光。这导致内部的金属墨水发出光子,并“点亮”。太赫兹成像也被用于观察法国阿基坦博物馆的古埃及罐子内部。太赫兹辐射揭示了先前未知的有机物含量,而X射线则无法做到。到目前为止,该系统可以穿透并解释一叠 20 页纸中的前九页——信号在越深入时会失去能量,导致太多噪音。但随着相对年轻的技术不断改进,它将能够深入研究。

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