Maza jauna ķēde varētu ievērojami mainīt to, kā astronomi var redzēt infrasarkano gaismu. Infrasarkanais apgaismojums veido 98% no gaismas, kas izstarota kopš Lielā sprādziena. Labākām atklāšanas metodēm, izmantojot šo jauno ierīci, būtu jāsniedz ieskats par zvaigžņu un galaktiku veidošanās sākuma posmiem gandrīz pirms 14 miljardiem gadu.
"Paplašināšanās Visumā agrākās zvaigznes attālinās no mums ar ātrumu, kas tuvojas gaismas ātrumam," sacīja Maikls Geršenssons, Rutgera fizikas profesors un viens no vadošajiem izmeklētājiem. "Rezultātā to gaisma ir izteikti sarkanā nobīdīta, kad tā nonāk pie mums, parādoties infrasarkanā veidā."
Bet Zemes biezā atmosfēra absorbē tālu infrasarkano gaismu, un uz zemes bāzētie radioteleskopi nespēj noteikt ļoti vājo gaismu, ko izstaro šīs tālas zvaigznes. Tātad zinātnieki ierosina jaunu kosmosa teleskopu paaudzi, lai apkopotu šo gaismu. Bet, lai spertu nākamo soli infrasarkano staru novērošanā, nepieciešami jauni un labāki detektori.
Pašlaik tiek izmantoti bolometri, kas nosaka infrasarkanos un submilimetru viļņus, izmērot siltumu, kas rodas, absorbējot fotonus.
"Mūsu uzbūvētā ierīce, kuru mēs saucam par karsto elektronu nanobolometru, ir potenciāli 100 reizes jutīgāka nekā esošie bolometri," sacīja Geršensons. â € œTāpat ir ātrāk reaģēt uz gaismu, kas to sit.â €
Jaunā ierīce ir izgatavota no titāna un niobija metāliem. Tas ir aptuveni 500 nanometru garš un 100 nanometru plats, un tas tika izgatavots, izmantojot metodes, kas līdzīgas tām, kuras izmanto datoru mikroshēmu ražošanā. Ierīce darbojas ļoti aukstā temperatūrā - apmēram 459 grādi zem nulles pēc Fārenheita vai viena desmitā daļa vienas pakāpes virs absolūtās nulles pēc Kelvina skalas.
Fotoni, kas pārsteidz ar nanodetektoru siltuma elektroniem titāna sekcijā, kuru termiski izolē no apkārtējās vides, vadot niobija vadus. Atklājot titāna sekcijā radīto bezgalīgo siltuma daudzumu, var izmērīt detektora absorbēto gaismas enerģiju. Ierīce var atklāt tikai vienu tālu infrasarkanās gaismas fotonu.
"Ar šo vienu detektoru mēs esam demonstrējuši koncepcijas pierādījumu," sacīja Geršensons. “Galīgais mērķis ir izveidot un pārbaudīt masīvu no 100 līdz 100 fotodetektoriem, kas ir ļoti grūts inženierijas darbs.”
Rutgers un reaktīvo dzinēju laboratorija strādā kopā, lai izveidotu jauno infrasarkano staru detektoru.
Geršenss sagaida, ka detektora tehnoloģija būs noderīga agrīnā Visuma izpētei, kad uz satelītu balstīti tālu infrasarkanie teleskopi sāks lidot pēc 10 līdz 20 gadiem. "Tas mūsu jauno tehnoloģiju padarīs noderīgu, lai pārbaudītu zvaigznes un zvaigžņu kopas vistālāk pie Visuma," viņš teica.
Komandas sākotnējais raksts ir atrodams šeit.
Oriģinālais ziņu avots: Rutgers Valsts universitāte
