Khoa học đọc được dấu vết vô hình

Khách mời của chúng tôi là tạp chí “Con người và pháp luật”

Vâng. Shestopal

Khoa học đọc được dấu vết vô hình

Sẽ không ai trách một nhà sử học nếu anh ta không biết định luật đầu tiên của nhiệt động lực học. Nhưng một nhà vật lý chắc chắn nên biết điều đó. Sẽ không có gì ngạc nhiên nếu một chuyên gia thực vật học hiểu biết kém về các định luật toán học, cũng như sẽ không có gì ngạc nhiên nếu một nhà toán học không hiểu các quy luật của tự nhiên sống. Như họ nói, với mỗi người của riêng mình.

Nhưng có những luật mà mọi người đều phải biết. Đây là những quy định pháp lý của tiểu bang nơi chúng ta đang sống. Những người thuộc các ngành nghề, cấp bậc và chức danh khác nhau, ở các độ tuổi khác nhau - cả thiếu niên và ông già tóc bạc - đều phải tuân theo họ.

Bạn có thể thường xuyên nghe thấy, đặc biệt là ở thanh thiếu niên, đề cập đến sự thiếu hiểu biết về luật pháp. “Tôi không biết là tôi không thể làm được điều đó.” “Tôi không nghĩ rằng điều đó sẽ dẫn đến trách nhiệm hình sự.” Có thể thoát khỏi hình phạt trong trường hợp này không? KHÔNG! Các quy định của pháp luật quy định rằng việc thiếu hiểu biết về pháp luật không thể miễn trách nhiệm cho một người. Đó là lý do tại sao, gần đây, theo lệnh của Bộ trưởng Bộ Giáo dục Liên Xô, bắt đầu từ năm học mới, khóa học “Những nguyên tắc cơ bản của Nhà nước và Pháp luật Liên Xô” đã được đưa vào lớp 8 các trường phổ thông trong nước. Luật cũng được học ở các trường dạy nghề. Tuy nhiên, việc làm chủ chủ đề này vẫn còn ở phía trước. Trong lúc chờ đợi… Bây giờ, hãy nói về cách toán học và vật lý giúp chống tội phạm.

Tài liệu được xuất bản dưới đây được các biên tập viên của tạp chí khoa học nổi tiếng của Bộ Tư pháp Liên Xô “Con người và pháp luật” chuẩn bị theo yêu cầu của chúng tôi.

Chắc hẳn nhiều độc giả «Kvant» sẽ thực sự ngạc nhiên khi biết rằng M.V. Lomonosov đã tham gia kiểm tra pháp y. Trong khi đó, điều này là đúng. Việc ông tham gia vào nhiều công trình chuyên môn về các vụ làm giả đồ vàng bạc, sản xuất tiền giả, v.v. đã có lúc đóng vai trò quan trọng trong việc xác minh sự thật.

Khá thường xuyên, các nhà điều tra và thẩm phán đã tìm kiếm sự giúp đỡ từ các nhà khoa học như D. I. Mendeleev, A. M. Butlerov, N. N. Zinin, N. D. Zelinsky, N. I. Pirogov, A. N. Krylov và những người khác, những người có tên tuổi nổi tiếng khắp thế giới. Các cuộc kiểm tra mà họ thực hiện cho phép luật sư giải quyết một số tội phạm nghiêm trọng và tìm ra thủ phạm thực sự.

Tuy nhiên, danh sách những cái tên như vậy có thể được tiếp tục và có thể kể nhiều câu chuyện thú vị về từng cái tên liên quan đến nghiên cứu trinh thám được thực hiện từ rất lâu trước khi ngành tội phạm học thực sự khoa học ra đời. Ngày nay, trong các viện khoa học và phòng thí nghiệm của Bộ Tư pháp Liên Xô, có trụ sở tại tất cả các nước cộng hòa liên bang, trong các bộ phận khoa học và kỹ thuật của các cơ quan nội vụ, các nhà vật lý, toán học, nhà hóa học và nhà sinh học sát cánh cùng các luật sư. Toán học cao hơn và công nghệ máy tính điện tử, tia laser và tia vô hình, vi sinh và phân tích hóa học tốt nhất được đưa vào phục vụ công lý.

Ở đây chúng ta sẽ chỉ nói về những gì gần gũi nhất với độc giả của «Kvant» - ứng dụng những thành tựu của vật lý và toán học vào nghiên cứu pháp y.

Phân tích phát quang đã tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong khoa học pháp y, người sáng lập ra nó được coi là nhà vật lý Liên Xô S.I. Vavilov, người có đóng góp không thể phủ nhận cho việc nghiên cứu bản chất của phát quang. Tên của nhà vật lý người Mỹ R. Wood gắn liền với việc chụp ảnh tia hồng ngoại và tia cực tím, tia này cũng được sử dụng cho mục đích pháp y.

…Nổi lên nghi ngờ công dân X. có quân đội giả

3*

35

vé tượng hình, được làm dưới ánh sáng bình thường và tia cực tím.

vé. Chuyên gia chụp ảnh tài liệu bằng tia cực tím. Kết quả là có thể đọc được văn bản không nhìn thấy được dưới ánh sáng bình thường. Anh ấy đã làm điều đó như thế nào?

Tia cực tím tuân theo các định luật chung về hấp thụ, phản xạ và khúc xạ của sóng điện từ, đồng thời bị hấp thụ và phản xạ bởi một số chất khác với tia nhìn thấy. Một số chất có đặc tính hấp thụ tia cực tím, trong khi những chất khác thì ngược lại, truyền chúng mà không bị cản trở, đồng thời vẫn mờ đục đối với các tia sáng khả kiến. Dưới tác động của tia cực tím, nhiều chất phát quang, tức là chúng phát ra ánh sáng khả kiến. Quan sát ánh sáng này là cách thuận tiện và phổ biến nhất để nghiên cứu tia cực tím. Khi một vật thể đang được nghiên cứu (ví dụ: một bức tranh hoặc tài liệu) được chiếu tia cực tím, các chi tiết không nhìn thấy được dưới ánh sáng bình thường sẽ được nhìn thấy. Bạn cũng có thể chụp ảnh bằng tia cực tím (xem Hình 1). Để làm được điều này, một lớp chất phát quang được phủ lên lớp cảm quang của tấm ảnh, lớp này chuyển đổi bức xạ vô hình thành bức xạ nhìn thấy được. Hình ảnh thu được theo cách này trở nên rõ ràng hơn, chi tiết hơn.

Đây chính xác là cách mục cũ trên ID quân đội xuất hiện. Hóa ra nó thuộc sở hữu của người khác và được giao cho X., người này đã khắc họ và các thông tin khác liên quan đến chủ sở hữu trước đó.

Việc sử dụng chúng trong thực hành pháp y dựa trên đặc tính của tia hồng ngoại có thể bị hấp thụ và phản xạ bởi một số chất khác với ánh sáng khả kiến. Ví dụ, chụp ảnh bằng tia hồng ngoại giúp xác định các vết tẩy xóa trong tài liệu và đọc các văn bản bị nhòe hoặc bị nhòe (xem Hình 2).

Cũng giống như tia cực tím, sự hiện diện của bức xạ hồng ngoại có thể được phát hiện bằng cách phát quang. Một số chất photpho tinh thể (chất phát quang rắn) được biết là tạo ra các tia sáng khi tiếp xúc với bức xạ hồng ngoại. Đúng, để làm được điều này, các nguyên tử của chất này phải được kích thích trước đó. Ngược lại, đôi khi tia hồng ngoại có tác dụng làm giảm photpho tinh thể bị kích thích. Trong cả hai trường hợp, kết quả của bức xạ vô hình đều có thể nhìn thấy được. Gần đây, các bộ chuyển đổi quang điện tử bắt đầu được sử dụng để quan sát tia hồng ngoại. Trong các thiết bị này (xem Hình 3), hình ảnh của một vật thể trong tia hồng ngoại là

36

tỏa sáng trên bề mặt của lớp cảm quang. Các electron bị “đánh bật” khỏi bề mặt lớp dưới tác động của tia hồng ngoại, được gia tốc bởi điện trường, rơi xuống màn phát quang và làm cho nó phát sáng. Phương pháp phát hiện bức xạ hồng ngoại này nhạy hơn nhiều so với phát hiện bằng cách sử dụng tác động trực tiếp của tia hồng ngoại lên màn hình huỳnh quang.

Được biết, tia X có khả năng xuyên thấu rất lớn. Điều này cho phép chúng được sử dụng để xác định cấu trúc bên trong của vũ khí, đạn dược, ổ khóa, v.v. Ví dụ, bằng cách sử dụng những tia này, bạn có thể dễ dàng phát hiện các hạt kim loại hoặc các vật thể lạ khác trong cơ thể người, trong các vật thể bằng gỗ, v.v. Nhân tiện, người đầu tiên ở Nga bắt đầu nghiên cứu việc sử dụng tia X cho mục đích pháp y là nhà phát minh đài A. S. Popov. Đặc biệt, ông đã thực hiện nghiên cứu thành công tại bệnh viện hải quân Kronstadt, nơi có thể phát hiện phát súng trong cơ thể con người.

Hiện nay, những chuyên gia làm chủ các phương pháp nghiên cứu khoa học hiện đại đôi khi không chỉ giúp xác định sự thật khi vạch trần tội phạm mà còn mang lại những dịch vụ to lớn cho khoa học. Do đó, tại Viện nghiên cứu khoa học pháp y toàn liên minh của Bộ Tư pháp Liên Xô, họ có thể khôi phục các văn bản “đã tuyệt chủng”. Ví dụ, có thể đọc các bản thảo và tài liệu từ nhiều thế kỷ trước. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng đồng vị phóng xạ. Thực tế là một số loại giấy có khả năng thu thập mạnh các ion phóng xạ trên bề mặt của chúng. Nhưng nét mực mờ không bị thu hút bởi các ion này. Vì thế, nếu ngâm những thứ “tuyệt chủng”

Hình 2. Hình ảnh một cuốn sách làm việc có văn bản được phủ mực và cùng một cuốn sách có văn bản được hiển thị bằng tia hồng ngoại.

văn bản bằng thuốc thử có chứa đồng vị phóng xạ, sau đó tạo bản in ghi lại bức xạ của chúng (ví dụ: lại sử dụng màn hình huỳnh quang), bạn sẽ nhận được hình ảnh âm bản của các bản ghi “mờ”.

Bây giờ chúng ta hãy nói một chút về việc sử dụng một trong những phương pháp hiện đại nhất để nghiên cứu cấu trúc bên trong của các chất trong pháp y - phân tích quang phổ.

…Một người đàn ông đã bị giết bằng súng săn. Làm thế nào để tìm ra kẻ giết người? Điều tra viên đã thu giữ một phát súng có cỡ nòng tương tự từ một số nghi phạm. Có vẻ như những gì có thể giống nhau hơn những viên giống hệt nhau, như những giọt nước? Không giống như đạn, chúng thậm chí không để lại dấu vết ở nòng súng. Tuy nhiên, sự giống nhau của các viên là rõ ràng. Trong thực tế

37

38

Hình 3. Sơ đồ chuyển đổi quang điện tử. 1 - vật được chiếu sáng bằng tia hồng ngoại; 2 — thấu kính; 3 - photocathode (lớp cảm quang); 4 - hình ảnh ánh sáng; 5—5′—điện cực hội tụ; 6 - hình ảnh điện tử; 7 - màn phát quang (α - màng nhôm bảo vệ photocathode khỏi bức xạ tinh thể, δ - lớp tinh thể, ε - chất nền thủy tinh); 8 - mắt người quan sát.

Lê, chì mà chúng được tạo ra có nhiều tạp chất khác nhau. Lượng tạp chất này trong các mẻ dobi khác nhau, mặc dù rất không đáng kể nhưng vẫn khác nhau. Để nghiên cứu kỹ lưỡng những trường hợp như vậy, phân tích quang phổ được sử dụng. Mỗi nguyên tố hóa học có phổ phát xạ riêng và duy nhất và theo đó là phổ hấp thụ. Ví dụ, nếu một mảnh chì mà từ đó tạo ra dobe được ném vào ngọn lửa của hồ quang điện, thì trong quang phổ, người ta có thể nhìn thấy “dấu vết” của tạp chất dưới dạng các vạch đen tương ứng trên nền của phổ bức xạ hồ quang liên tục. Bằng “cường độ” của những đường màu đen này, người ta có thể đánh giá được lượng tạp chất. Bằng cách này, danh tính về các thành phần hóa học của dobins được tìm thấy trong cơ thể của người đàn ông bị sát hại và những thứ thu được từ một trong những nghi phạm đã được xác định, tức là người thực hiện vụ giết người đã được tìm thấy.

Hoặc một trường hợp như vậy… Một tên côn đồ đã đánh một người đàn ông bằng dụng cụ gia công kim loại ba lưỡi - một cái nạo. Một mảnh kim loại nhỏ được lấy ra khỏi vết thương của nạn nhân và một chiếc dao cạo mới mài được tìm thấy trên người nghi phạm. Rất có thể, công cụ này đã được mài sắc đặc biệt để che đi dấu vết của vết gãy. Cần phải kiểm tra kỹ lưỡng. Để làm được điều này, cuộc điều tra đã sử dụng đến nghiên cứu toàn diện dựa trên máy chủ. Bằng cách sử dụng phân tích quang phổ, chúng tôi đã xác định được kim loại nào và thứ tự nào được bao gồm trong vật liệu của máy cạo và mảnh tìm thấy. Phân tích quang phổ tia X còn phát hiện thêm các tạp chất vi mô không được phát hiện bằng phân tích quang phổ. Kết quả là có thể thiết lập sự trùng khớp hoàn toàn về thành phần hóa học của kim loại của mảnh vỡ và dụng cụ cạo và từ đó tìm được đại diện.

Ngày càng thường xuyên hơn, các phương pháp toán học và công nghệ máy tính điện tử khác nhau được sử dụng cho nghiên cứu pháp y.

…Ở một thành phố, các vụ cướp cơ quan ngày càng thường xuyên hơn. Những chiếc ô tô sang trọng, những chiếc quạt, những chiếc đèn bàn và đồ dùng cá nhân mà nhân viên để lại đã biến mất. Mọi thứ đều rõ ràng rằng cùng một nhóm được tổ chức tốt và rất thận trọng đang hoạt động. Nhưng làm thế nào để lay chuyển đại diện?

Ở đây các nhà toán học đã đến trợ giúp các cơ quan điều tra. Họ ủng hộ

39

đã phân tích tất cả các điểm mà các hạn chế đã được thực hiện và các tuyến đường vận chuyển có thể xảy ra mà các cơ quan đại diện đi theo. Sau đó, bằng cách sử dụng máy tính điện tử, điểm có thể có của giới hạn tiếp theo được tính toán. Sự tính toán hóa ra chính xác đến mức bọn cướp bị bắt ngay tại nơi biểu diễn.

Máy tính điện tử được sử dụng rộng rãi trong các dịch vụ thông tin và tham khảo pháp luật, thống kê tư pháp và để tiến hành các nghiên cứu pháp y khác nhau. Đặc biệt, để xác định những người chuyển ảnh (tức là để xác định trinh tiết của họ). Có phương pháp này như sau.

Như bạn đã biết, bất kỳ hình ảnh nào trên mặt phẳng đều có thể được biểu diễn dưới dạng các điểm riêng lẻ. Để xác định danh tính của các máy quang điện, các nhóm dấu chấm được áp dụng cho chúng trên các khu vực đặc trưng nhất - mắt, lông mày, v.v. Sau đó, sự kết hợp tương ứng của các điểm và vị trí của chúng trên mặt phẳng được so sánh với nhau.

Các nhà khoa học pháp y tiến hành nghiên cứu như vậy bằng cách sử dụng máy tính được các chuyên gia trang bị thiết bị đầu vào và đầu ra. Máy tự vẽ điểm trên ảnh, so sánh và làm nổi bật kết quả hoàn thiện.

Tóm lại, xin giới thiệu một chút về Triển lãm Quốc tế về Công nghệ Pháp y, được tổ chức gần đây tại Moscow. Hơn sáu mươi quốc gia và công ty đã tham gia triển lãm. Những dụng cụ và bộ máy hiện đại nhất đã được trình bày ở đây, tổng cộng khoảng mười nghìn exopon.

Khách tham quan triển lãm có thể thấy các thiết bị an ninh phát ra sóng điện từ mười mét xung quanh, trên thực tế, sóng này tạo ra một trường an ninh. Ngay khi người đại diện vào đó, tín hiệu nguy hiểm ngay lập tức được giải tỏa và xe tuần tra được gọi đến. Hoặc một thiết bị chụp ảnh ngay cả ở Ngoài ra, và các thiết bị truyền hình di động ghi lại và truyền thông tin từ địa điểm sản xuất đến Juron quanh thành phố. Một sự đổi mới thú vị là máy in được điều khiển bằng điện tử. Chúng tiết kiệm rất nhiều thời gian, thường dành cho việc soạn thảo các giao thức và giải pháp khác nhau. Từ các câu, cụm từ, từ tiêu chuẩn được lập trình sẵn, máy sẽ tìm ra tùy chọn mong muốn với tốc độ 50.000 ký tự mỗi phút và in tài liệu cần thiết với tốc độ 900 ký tự mỗi phút.

Các vật liệu che giấu vi mô so sánh được trưng bày tại triển lãm, giúp các nhà khoa học pháp y xác định được các hạt bụi, tóc, sợi, giấy nhỏ nhất; máy quang phổ khối phát hiện và nghiên cứu một picogram (10⁻¹² e) của một chất (với hầu hết công việc được thực hiện tự động); máy phân tích điện thoại - một cơn giông bão của những kẻ côn đồ điện thoại, xác định số thiết bị mà thuê bao đang gọi và ghi lại giọng nói của người nói vào băng.

Một câu chuyện về những thành tựu của vật lý và toán học đã đóng góp như thế nào có thể lấp đầy một cuốn sách quan trọng. Trong bài viết này, chúng tôi chỉ giới hạn ở một số ít ví dụ. Nhưng họ cũng đủ để hiểu những gì một lĩnh vực hoạt động rộng lớn có thể chờ đợi những chuyên gia tương lai đã tốt nghiệp các khoa vật lý và toán học nếu họ muốn cống hiến hết mình cho cuộc chiến chống lại tính đại diện và vi phạm pháp luật. Các ví dụ được đưa ra cũng làm rõ rằng bất kỳ sự trình bày nào cũng có thể được tiết lộ. Luôn có những dấu vết vô hình của phần còn lại, và khoa học hiện đại đã học cách đọc chúng một cách rõ ràng.