La termoluminiscencia es una forma de luminiscencia que presentan ciertos materiales cristalinos, como algunos minerales, cuando la energía absorbida previamente de la radiación electromagnética u otra radiación ionizante se vuelve a emitir en forma de luz al calentarse el material. El fenómeno es distinto del de la radiación de cuerpo negro .
La radiación de alta energía crea estados electrónicos excitados en materiales cristalinos. En algunos materiales, estos estados quedan atrapados o detenidos durante largos períodos de tiempo por defectos localizados o imperfecciones en la red 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 tienen una dependencia temporal formal; sin embargo, no son estables energéticamente, ya que las fluctuaciones del vacío siempre están "provocando" estos estados. El calentamiento del material permite que los estados atrapados interactúen con fonones , es decir, vibraciones de la red, para decaer rápidamente en estados de menor energía, lo que provoca 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, esto se puede utilizar para datar objetos enterrados que han sido calentados en el pasado, ya que la dosis ionizante recibida de elementos radiactivos en el suelo o de 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 es llevado por una persona o colocado junto a un objeto.
La termoluminiscencia es una herramienta geocronológica común para datar 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 datarse empíricamente mediante la ecuación:
Edad = (dosis de radiación ambiental acumulada posteriormente) / (dosis acumulada por año)
Esta técnica fue modificada para su uso como una herramienta de análisis pasivo de la migración de arena (Figura 2). [1] La investigación muestra consecuencias directas resultantes de la reposición inadecuada de playas hambrientas utilizando arenas finas. La regeneración de playas es un problema en todo el mundo y recibe grandes cantidades de 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 90-150 μm (arena muy fina) migraban de la zona de oleaje un 67% más rápido que los granos de arena de 150-212 μm (arena fina; Figura 3). Además, se demostró que la técnica proporciona un método pasivo para vigilar la reposición de arena y un método pasivo para observar las entradas de arena fluvial u otras a lo largo de las costas (Figura 4). [1]
