Et lille nyt kredsløb kunne gøre en stor forskel i måden, hvor astronomer kan se infrarødt lys. Infrarødt lys udgør 98% af det lys, der er udsendt siden Big Bang. Bedre detektionsmetoder med denne nye enhed skal give indsigt i de tidligste stadier af dannelse af stjerne og galakse for næsten 14 milliarder år siden.
”I det ekspanderende univers bevæger de tidligste stjerner sig væk fra os med en hastighed, der nærmer sig lysets hastighed,” sagde Michael Gershenson, professor i fysik ved Rutgers og en af de ledende efterforskere. â € Som et resultat er deres lys kraftigt rødskiftet, når det når os, og det ser ud til at være infrarødt.â €
Men Jordens tykke atmosfære absorberer langtinfrarødt lys, og jordbaserede radioteleskoper kan ikke registrere det meget svage lys, der udsendes af disse fjerne stjerner. Så forskere foreslår en ny generation af rumteleskoper for at samle dette lys. Men nye og bedre detektorer er nødvendige for at tage det næste skridt i infrarød observation.
I øjeblikket bruges bolometre, der detekterer infrarøde bølger og submillimeterbølger ved at måle den varme, der genereres, når fotoner absorberes.
â € œDenheden, vi har bygget, som vi kalder et hot-elektron nanobolometer, er potentielt 100 gange mere følsom end eksisterende bolometre, sagde Gershenson. â € œDet er også hurtigere at reagere på det lys, der rammer det.â €
Den nye enhed er lavet af titan- og niobmetaller. Det er ca. 500 nanometer langt og 100 nanometer bredt og blev lavet ved hjælp af teknikker, der ligner dem, der blev brugt i fremstilling af computerchips. Enheden fungerer ved meget kolde temperaturer - ca. 459 grader under nul Fahrenheit, eller en tiendedel af en grad over absolut nul på Kelvin-skalaen.
Fotoner, der slår nanodetektoren varmeelektroner i titansektionen, som er termisk isoleret fra miljøet ved superledende niobledninger. Ved at detektere den uendelige mængde varme, der genereres i titansektionen, kan man måle den lysenergi, der absorberes af detektoren. Enheden kan registrere så lidt som en enkelt foton med langt infrarødt lys.
â € œMed denne enkelt detektor har vi vist et bevis for koncept, â € sagde Gershenson. â € œDen endelige mål er at opbygge og teste en række 100 af 100 fotodetektorer, hvilket er et meget vanskeligt ingeniørjob.
Rutgers og Jet Propulsion Laboratory arbejder sammen om at bygge den nye infrarøde detektor.
Gershenson forventer, at detektorteknologien vil være nyttig til at udforske det tidlige univers, når satellitbaserede langtinfrarøde teleskoper begynder at flyve 10 til 20 år fra nu af. â € œDet vil gøre vores nye teknologi nyttigt til at undersøge stjerner og stjerneklynger i universets længste rækkevidde, â € sagde han.
Holdets originale papir findes her.
Original nyhedskilde: Rutgers State University
