Che cos'è la spettroscopia Raman?
La spettroscopia Raman è una tecnica per studiare la funzione delle lunghezze d'onda tra radiazione e materia. In particolare, la scienza studia le modalità a bassa frequenza come vibrazioni e rotazioni. Il modo principale in cui funziona il processo è disperdere la luce monocromatica senza preservare l'energia cinetica delle particelle. Quando la luce laser interagisce con le vibrazioni delle strutture all'interno di un atomo, ne risulta una reazione all'interno della luce stessa. Ciò consente agli scienziati di raccogliere informazioni sul sistema utilizzando la spettroscopia laser Raman.
La teoria alla base della spettroscopia Raman è l'effetto Raman. La luce viene proiettata su una molecola con l'intento di interagire con la nuvola di elettroni, l'area intorno a uno o tra gli elettroni in un atomo. Ciò provoca l'eccitazione della molecola da singole unità di luce, note come fotone. Il livello di energia all'interno della molecola viene aumentato o diminuito. La luce proveniente dalla posizione particolare viene quindi raccolta con una lente e trasmessa a un monocromatore.
Un monocromatore è un dispositivo che trasmette otticamente una banda di luce a lunghezza d'onda stretta. A causa del fatto che bande di luce si diffondono attraverso solidi e liquidi trasparenti, noti come scattering di Rayleigh, le lunghezze d'onda più vicine alla luce del laser vengono disperse, mentre la luce rimanente con le informazioni vibrazionali viene raccolta da un rivelatore.
Adolf Smekal predisse l'idea della diffusione della luce attraverso l'effetto Raman nel 1923. Tuttavia, fu solo nel 1928 che Sir CV Raman scoprì le possibilità dietro la spettroscopia Raman. Le sue osservazioni riguardavano principalmente la luce solare a causa del fatto che la tecnologia laser non era prontamente disponibile al momento. Usando un filtro fotografico, fu in grado di proiettare la luce monocromatica osservando che la luce cambiava frequenza. Raman ricevette il premio Nobel per la fisica per la sua scoperta nel 1930.
Gli usi più comuni per la spettroscopia Raman sono nei campi della chimica, della medicina e della fisica dello stato solido. I legami chimici delle molecole possono essere analizzati attraverso il processo, consentendo ai ricercatori di identificare più facilmente composti sconosciuti attraverso la frequenza vibrazionale. In medicina, i laser Raman possono monitorare la miscela di gas utilizzati negli anestetici.
La fisica dello stato solido utilizza la tecnologia per misurare le eccitazioni di vari solidi. Le versioni avanzate del concetto possono anche essere utilizzate dalle forze dell'ordine per identificare i farmaci contraffatti mentre sono ancora nella confezione. Ciò si verifica quando la tecnologia è limitata nella sua sensibilità e consente essenzialmente di passare attraverso determinati strati fino a raggiungere la molecola desiderata.