Sitni novi krug mogao bi donijeti veliku razliku u načinu na koji astronomi mogu vidjeti infracrveno svjetlo. Infracrvena svjetlost čini 98% svjetlosti koja se emitira od Velikog praska. Bolje metode otkrivanja s ovim novim uređajem trebale bi pružiti uvid u najranije faze formiranja zvijezda i galaksija prije gotovo 14 milijardi godina.
"U svemiru koji se širi, najstarije zvijezde udaljavaju se od nas brzinom koja se približava brzini svjetlosti", rekao je Michael Gershenson, profesor fizike na Rutgersu i jedan od vodećih istražitelja. "Kao rezultat, njihovo svjetlo je snažno crveno pomaknuto kada dopire do nas, pojavljujući se infracrveno."
Ali zemaljska gusta atmosfera apsorbira svjetlost daleko infracrvenog zračenja, a zemaljski radio teleskopi ne mogu otkriti vrlo slabu svjetlost koju emitiraju ove daleke zvijezde. Tako znanstvenici predlažu novu generaciju svemirskih teleskopa koji bi prikupili ovo svjetlo. Ali potrebni su novi i bolji detektori koji će poduzeti sljedeći korak u infracrvenom promatranju.
Trenutno se koriste bolometri koji otkrivaju infracrvene i submilimetrske valove mjerenjem topline stvorene kada apsorbiraju fotone.
"Uređaj koji smo izgradili, a koji nazivamo vrućim elektronskim nanobolometrom, potencijalno je 100 puta osjetljiviji od postojećih bolometara", rekao je Gershenson. "Također je brže reagirati na svjetlost koja ga pogodi."
Novi uređaj izrađen je od metala titana i niobija. Dug je oko 500 nanometara i širok 100 nanometara, a izrađen je tehnikama sličnim onima koje se koriste u proizvodnji računalnih čipova. Uređaj djeluje na vrlo hladnim temperaturama - oko 459 stupnjeva ispod nule Fahrenheita, ili jednu desetinu stupnja iznad apsolutne nule na Kelvinovoj skali.
Fotoni koji udaraju toplotne elektrone nanodetektora u odjeljku titana, koji je toplinski izoliran od okoline superprovodnim niobijevim vodovima. Otkrivanjem infinitezimalne količine topline stvorene u titanskom dijelu može se izmjeriti svjetlosna energija koju detektor apsorbira. Uređaj može otkriti samo jedan foton udaljenog infracrvenog svjetla.
"Pomoću ovog jednog detektora pokazali smo dokaz koncepta", rekao je Gershenson. "Krajnji cilj je izgraditi i testirati niz od 100 do 100 fotodektora, što je vrlo težak inženjerski posao."
Rutgers i Jet Propulsion Laboratory zajedno rade na izgradnji novog infracrvenog detektora.
Gershenson očekuje da je tehnologija detektora korisna za istraživanje ranog svemira kada satelitski daljinski infracrveni teleskopi počnu letjeti za 10 do 20 godina. "To će našu novu tehnologiju učiniti korisnom za ispitivanje zvijezda i zvjezdanih grozdova u najudaljenijim dosezima svemira", rekao je.
Orginalni rad tima možete naći ovdje.
Izvorni izvor vijesti: Državno sveučilište Rutgers
