Egy apró új áramkör nagyban megváltoztathatja azt, ahogy a csillagászok látják az infravörös fényt. Az infravörös fény a Nagyrobbanás óta kibocsátott fény 98% -át teszi ki. A jobb észlelési módszerekkel az új készülékkel betekintést kell nyújtani a csillagok és galaxisok kialakulásának legkorábbi szakaszaiba, közel 14 milliárd évvel ezelőtt.
"A bővülő világegyetemben a legkorábbi csillagok a fénysebességhez közeledő sebességgel távolodnak tőlünk" - mondta Michael Gershenson, a Rutgers fizika professzora és az egyik vezető nyomozó. "Ennek eredményeként fényük erősen vörös eltolódik, amikor eléri minket, infravörösként jelenik meg."
De a Föld vastag atmoszférája elnyeli a távoli infravörös fényt, és a földi rádióteleszkópok nem képesek felismerni a távoli csillagok által kibocsátott nagyon halvány fényt. Tehát a tudósok az űrtávcsövek új generációját javasolják ennek a fénynek a gyűjtésére. De az infravörös megfigyelés következő lépéséhez új és jobb detektorokra van szükség.
Jelenleg bolométereket használnak, amelyek az infravörös és a szubmilliméteres hullámok felismerésére a fotonok elnyelésekor keletkező hő mérésével készülnek.
"Az általunk gyártott eszköz, amelyet meleg elektron-nanobolométernek nevezünk, potenciálisan százszor érzékenyebb, mint a meglévő bolométerek" - mondta Gershenson. "Ez is gyorsabban reagál a rá ható fényre."
Az új készülék titán- és niobium-fémekből készül. Körülbelül 500 nanométer hosszú és 100 nanométer széles, és a számítógépes chipgyártásban alkalmazott technikákhoz hasonló technikákkal készült. A készülék nagyon hideg hőmérsékleten működik - kb. 459 fokkal a nullától Fahrenheit alatt, vagy pedig a Kelvin skálán az abszolút nulla feletti fok egytizedével.
A nanodetektor hőelektronjait eltaláló fotonok a titánszakaszban, amelyet a környezetről hőszigetelő módon niobiumvezetékek izolálnak. A titánszakaszban keletkező hő végtelen mennyiségének felmérésével meg lehet mérni az érzékelő által elnyelt fényenergiát. A készülék mindössze egyetlen fotonnal képes észlelni a távoli infravörös fényt.
"Ezzel az egyetlen detektorral bebizonyítottuk a koncepció bizonyítását" - mondta Gershenson. „A végső cél az, hogy egy 100x100 fénydetektorból álló blokkot összeállítsunk és teszteljünk, ami egy nagyon nehéz mérnöki munka.”
A Rutgers és a Jet Propulsion Laboratory együtt dolgoznak az új infravörös detektor felépítésében.
Gershenson arra számít, hogy a detektor-technológia hasznos lehet a korai világegyetem felfedezéséhez, amikor a műholdas távoli infravörös távcsövek 10-20 év múlva kezdenek repülni. - Ez új technológiánkat hasznossá teszi a csillagok és csillagcsoportok vizsgálatához az univerzum legtávolabbi pontján - mondta.
A csapat eredeti cikke itt található.
Eredeti hírforrás: Rutgers Állami Egyetem
