Крихітна нова схема може змінити велике значення в тому, як астрономи можуть бачити інфрачервоне світло. Інфрачервоне світло складає 98% світла, що випромінюється після Великого вибуху. Вдосконалення методів виявлення за допомогою цього нового пристрою повинно дати уявлення про найбільш ранні етапи формування зірок і галактик майже 14 мільярдів років тому.
"У розширюваному Всесвіті найдавніші зірки віддаляються від нас зі швидкістю, що наближається до швидкості світла", - сказав Майкл Гершенсон, професор фізики в Ратгерсі та один із провідних слідчих. "Як результат, їх світло сильно зміщується, коли воно доходить до нас, з'являється інфрачервоним".
Але земна густа атмосфера поглинає далеко інфрачервоне світло, а наземні радіотелескопи не можуть виявити дуже слабке світло, випромінюване цими далекими зірками. Тож вчені пропонують нове покоління космічних телескопів для збору цього світла. Але нові та кращі детектори потрібні для наступного кроку в інфрачервоному спостереженні.
В даний час застосовуються болометри, які виявляють інфрачервоні та субміліметрові хвилі шляхом вимірювання тепла, виробленого при поглинанні фотонів.
"Пристрій, який ми створили, який ми називаємо наноболометром з гарячим електроном, потенційно в 100 разів більш чутливий, ніж існуючі болометри", - сказав Гершенсон. "Також швидше реагувати на світло, яке в нього потрапляє"
Новий пристрій виготовлений з металів титану та ніобію. Її близько 500 нанометрів завдовжки та 100 нанометрів завширшки, і було виготовлено за допомогою методик, подібних до тих, що використовуються у виробництві комп'ютерних чіпів. Пристрій працює при дуже холодних температурах - близько 459 градусів нижче нуля Фаренгейта, або на одну десяту частину градуса вище абсолютного нуля за шкалою Кельвіна.
Фотони, що вражають нанодетекторні теплові електрони в титановій секції, яка термічно ізолюється від навколишнього середовища надпровідними ніобієвими відведеннями. Виявляючи нескінченно малу кількість тепла, виробленого в титановій секції, можна виміряти енергію світла, поглинуту детектором. Пристрій може виявити не менше одного фотона далекого інфрачервоного світла.
"Завдяки цьому єдиному детектору ми продемонстрували підтвердження концепції", - сказав Гершенсон. „Кінцева мета - створити та протестувати масив 100 на 100 фотодетекторів, що є дуже складною інженерною роботою."
Рутгерс та Лабораторія реактивних двигунів працюють разом, щоб створити новий інфрачервоний детектор.
Гершенсон очікує, що технологія детекторів буде корисною для дослідження раннього Всесвіту, коли телескопи на базі супутникового інфрачервоного інфрачервоного апарату починають літати через 10-20 років. "Це зробить нашу нову технологію корисною для огляду зірок та зіркових скупчень у найдальших районах Всесвіту", - сказав він.
Оригінальний документ команди можна знайти тут.
Оригінальне джерело новин: Державний університет імені Рутгерса
