Една мъничка нова верига може да доведе до голяма промяна в начина, по който астрономите могат да виждат инфрачервена светлина. Инфрачервената светлина представлява 98% от светлината, излъчвана след Големия взрив. По-добрите методи за откриване с това ново устройство трябва да дадат представа за най-ранните етапи на формиране на звезди и галактики преди почти 14 милиарда години.
„В разширяващата се вселена най-ранните звезди се отдалечават от нас със скорост, приближаваща се до скоростта на светлината“, казва Майкъл Гершенсън, професор по физика в Рутгерс и един от водещите изследователи. „В резултат на това тяхната светлина е силно изместена в червено, когато достигне до нас, появява се инфрачервена.“
Но плътната атмосфера на Земята поглъща далечна инфрачервена светлина и наземните радио телескопи не могат да открият много слабата светлина, излъчвана от тези далечни звезди. Затова учените предлагат ново поколение космически телескопи, които да съберат тази светлина. Но са необходими нови и по-добри детектори, които да направят следващата стъпка в инфрачервеното наблюдение.
В момента се използват болометри, които откриват инфрачервени и субмилиметрови вълни чрез измерване на топлината, генерирана при абсорбиране на фотони.
„Устройството, което изградихме, което наричаме наноболометър с горещ електрон, е потенциално 100 пъти по-чувствително от съществуващите болометри“, каза Гершенсън. „Също така е по-бързо да реагирате на светлината, която го удря.“
Новото устройство е изработено от титанови и ниобиеви метали. Нейната около 500 нанометра дължина и 100 нанометра ширина и е направена с помощта на техники, подобни на тези, използвани в производството на компютърни чипове. Устройството работи при много студени температури - около 459 градуса под нулата по Фаренхайт, или една десета от една степен над абсолютната нула по скалата на Келвин.
Фотони, удрящи топлинните електрони на нанодетектора в титановата секция, която е термично изолирана от околната среда чрез свръхпроводящи ниобиеви отвори. Чрез откриване на безкрайно малко количество топлина, генерирана в титановата секция, може да се измери светлинната енергия, погълната от детектора. Устройството може да открие само един фотон от далечна инфрачервена светлина.
„С този единствен детектор ние демонстрирахме доказателство за концепция“, заяви Гершенсън. „Крайната цел е да се изгради и тества масив от 100 на 100 фотодетектора, което е много трудна инженерна работа.“
Rutgers и Jet Propulsion Laboratory работят заедно за изграждането на новия инфрачервен детектор.
Гершенсън очаква, че технологията на детекторите е полезна за изследване на ранната Вселена, когато базираните на сателит далечни инфрачервени телескопи започват да летят след 10 до 20 години. „Това ще направи нашата нова технология полезна за изследване на звезди и звездни клъстери в най-отдалечените места на Вселената“, каза той.
Тук можете да намерите оригиналната хартия на екипа.
Оригинален източник на новини: Държавен университет в Рутгерс
