La termoluminiscencia es una forma de luminiscencia que exhiben ciertos materiales cristalinos, como algunos minerales, cuando la energía previamente absorbida de la radiación electromagnética u otra radiación ionizante se reemite como luz al calentar el material. El fenómeno es distinto del de la radiación de cuerpo negro .
La radiación de alta energía crea estados excitados electrónicos en materiales cristalinos. En algunos materiales, estos estados quedan atrapados o detenidos durante largos períodos de tiempo por defectos o imperfecciones localizadas en la red cristalina que interrumpen las interacciones intermoleculares o interatómicas normales en la red cristalina. Desde el punto de vista de la mecánica cuántica, estos estados son estados estacionarios que no dependen formalmente del tiempo; sin embargo, no son estables energéticamente, ya que las fluctuaciones del vacío siempre "estimulan" estos estados. Calentar el material permite que los estados atrapados interactúen con los fonones , es decir, vibraciones de la red, para descomponerse rápidamente a estados de menor energía, provocando la emisión de fotones en el proceso.
La cantidad de luminiscencia es proporcional a la dosis original de radiación recibida. En la datación por termoluminiscencia, se puede utilizar para fechar objetos enterrados que han sido calentados en el pasado, ya que la dosis ionizante recibida de los elementos radiactivos del suelo o de los rayos cósmicos es proporcional a la edad. Este fenómeno se ha aplicado en el dosímetro termoluminiscente, un dispositivo para medir la dosis de radiación recibida por un chip de material adecuado que lleva una persona o se coloca junto a un objeto.
La termoluminiscencia es una herramienta geocronológica común para fechar cerámica u otros materiales arqueológicos cocidos, ya que el calor vacía o restablece la firma termoluminiscente del material (Figura 1). La recarga posterior de este material a partir de la radiación ambiental puede fecharse empíricamente mediante la ecuación:
Edad = (dosis de radiación ambiental acumulada posteriormente) / (dosis acumulada por año)
Esta técnica fue modificada para su uso como herramienta de análisis pasivo de migración de arena (Figura 2). [1] La investigación muestra consecuencias directas derivadas de la reposición inadecuada de playas hambrientas utilizando arenas finas. La nutrición de las playas es un problema en todo el mundo y recibe gran atención debido a los millones de dólares que se gastan anualmente para mantener las playas embellecidas para los turistas, [2] por ejemplo en Waikiki , Hawaii. Se encontró que las arenas con tamaños de 90 a 150 μm (arena muy fina) migran desde la zona de lavado un 67% más rápido que los granos de arena de 150 a 212 μm (arena fina; Figura 3). Además, se demostró que la técnica proporciona un método pasivo para controlar la reposición de arena y un método pasivo para observar las entradas de arena fluviales u otras entradas a lo largo de las costas (Figura 4). [1]
