Malý nový obvod by mohol výrazne zmeniť spôsob, akým môžu astronómovia vidieť infračervené svetlo. Infračervené svetlo tvorí 98% svetla emitovaného od Veľkého tresku. Lepšie metódy detekcie s týmto novým zariadením by mali poskytnúť informácie o najskorších fázach tvorby hviezd a galaxií takmer pred 14 miliardami rokov.
„V rozširujúcom sa vesmíre sa najstaršie hviezdy od nás vzdialia rýchlosťou, ktorá sa blíži rýchlosti svetla,“ povedal Michael Gershenson, profesor fyziky v Rutgers a jeden z vedúcich vyšetrovateľov. „Výsledkom je, že keď sa k nám dostane, je ich svetlo výrazne červené, keď sa javí infračervené.“
Hustá atmosféra Zeme však absorbuje infračervené svetlo a pozemské rádioteleskopy nedokážu zistiť veľmi slabé svetlo emitované týmito vzdialenými hviezdami. Vedci preto navrhujú novú generáciu vesmírnych teleskopov na zozbieranie tohto svetla. Potrebné sú však nové a lepšie detektory, ktoré by urobili ďalší krok v infračervenom pozorovaní.
V súčasnosti sa používajú bolometre, ktoré zisťujú infračervené a submilimetrové vlny meraním tepla generovaného pri absorpcii fotónov.
„Zariadenie, ktoré sme postavili, ktoré nazývame nanobolometer s horúcimi elektrónmi, je potenciálne stokrát citlivejšie ako existujúce metre,“ uviedol Gershenson. „Rýchlejšie reaguje aj na svetlo, ktoré ho zasiahne.“
Nové zariadenie je vyrobené z titánu a kovov nióbu. Má dĺžku asi 500 nanometrov a šírku 100 nanometrov a bol vyrobený pomocou techník podobných tým, ktoré sa používajú pri výrobe počítačových čipov. Zariadenie pracuje pri veľmi nízkych teplotách - približne 459 stupňov pod nulovou Fahrenheita alebo jednu desatinu jedného stupňa nad absolútnou nulou v Kelvinovej stupnici.
Fotóny narážajúce na nanodetektorové tepelné elektróny v titánovej sekcii, ktorá je tepelne izolovaná od okolitého prostredia supravodivými elektródami nióbu. Detegovaním nekonečného množstva tepla generovaného v titánovej sekcii je možné zmerať svetelnú energiu absorbovanú detektorom. Prístroj dokáže detekovať len jeden fotón ďaleko infračerveného svetla.
„S týmto jediným detektorom sme preukázali dôkaz koncepcie,“ povedal Gershenson. „Konečným cieľom je zostaviť a otestovať pole 100 až 100 fotodetektorov, čo je veľmi náročná technická práca.“
Rutgers a Jet Propulsion Laboratory spolupracujú na vývoji nového infračerveného detektora.
Gershenson očakáva, že technológia detektorov bude užitočná pri skúmaní raného vesmíru, keď satelitné ďalekohľadové ďalekohľady začnú lietať od 10 do 20 rokov. „Vďaka našej novej technológii bude možné skúmať hviezdy a zhluky hviezd na najvzdialenejších miestach vesmíru,“ uviedol.
Originálny príspevok tímu nájdete tu.
Zdroj pôvodných správ: Rutgers State University
