"Molecular gas sensing below parts per trillion: Radiocarbon-dioxide optical detection". I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, G. Giusfredi. Physical Review Letters. IN PRESS.
Radiocarbon (14C) concentrations at 43 parts-per-quadrillion level (ppq)
are measured by using Saturated-Absorption Cavity Ring-down (SCAR)
spectroscopy by exciting radiocarbon dioxide (14C16O2) molecules at 4.5
mm wavelength. The ultimate sensitivity limits of molecular trace gas
sensing are pushed down to attobar pressures using a comb-assisted
absorption spectroscopy set-up. Such result represents the lowest
pressure ever detected for a gas of simple molecules. The unique
sensitivity, the wide dynamic range, the compactness and relatively low
cost of this table-top set-up open new perspectives for 14C-tracing
applications, such as radiocarbon dating, biomedicine, or environmental
and Earth sciences. Detection of other very rare molecules can be as
well pursued thanks to the wide and continuous mid-IR spectral coverage
of the described set-up.
Se han medido concentraciones de radiocarbono (14C) del orden del nivel de 43 partes por cuatrillón (ppq), usando espectroscopia de absorción saturada en una cavidad de anillo hacia abajo (SCAR) tras excitar moléculas de dióxido de radiocarbono (14C16O2) con una longitud de onda de 4.5 mm. Los mejores límites de sensibilidad de detección de trazas moleculares de gas se han llevado hasta presiones de attobars usando un dispositivo experimental de espectroscopia de absorción asistida. Tal resultado representa la menor presión jamás detectada por un gas de moléculas simples. La excepcional sensibilidad, el amplio rango dinámico, el tamaño compacto y el relativo bajo costo de este dispositivo de mesa abren nuevas perspectivas para aplicaciones que impliquen detección de 14-C, tales como fechamiento por radiocarbono, biomedicina, o en ciencias ambientales y de la Tierra. La detección de otras moléculas muy extrañas puede lograrse gracias a la amplia y continua cobertura de la región espectral del mediano Infrarrojo con el dispositivo descrito.
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