Pisike uus vooluring võib oluliselt muuta astronoomide infrapunavalgust. Infrapunavalgus moodustab 98% pärast Suurt Pauku tekitatavast valgusest. Paremad avastamismeetodid selle uue seadmega peaksid andma ülevaate tähtede ja galaktikate tekke varasemast etapist peaaegu 14 miljardit aastat tagasi.
"Laienevas universumis liiguvad kõige varasemad tähed meist valguse kiirusele läheneva kiirusega," ütles Rutgersi füüsikaprofessor ja üks juhtivaid uurijaid Michael Gershenson. "Selle tulemusel on nende valgus meieni jõudes tugevalt punaselt nihutatud ja ilmub infrapuna kujul."
Kuid Maa paks atmosfäär neelab infrapunavalgust ja maapealsed raadioteleskoobid ei suuda tuvastada nende kaugete tähtede poolt tekitatavat nõrka valgust. Nii et teadlased pakuvad selle valguse kogumiseks välja uue põlvkonna kosmoseteleskoope. Kuid infrapunavaatluse järgmise sammu astumiseks on vaja uusi ja paremaid andureid.
Praegu kasutatakse bolomeetreid, mis tuvastavad infrapuna- ja submillimeetri laineid, mõõtes footonite neeldumisel tekkivat soojust.
"Meie ehitatud seade, mida me kutsume kuuma elektronide nanobolomeetriks, on potentsiaalselt 100 korda tundlikum kui olemasolevad bolomeetrid," ütles Gershenson. "Samuti on kiirem reageerida sellele sattunud valgusele."
Uus seade on valmistatud titaan- ja nioobiummetallidest. See on umbes 500 nanomeetrit pikk ja 100 nanomeetrit lai ning selle valmistamisel kasutati sarnaseid tehnikaid, mida kasutati arvutikiipide tootmisel. Seade töötab väga külmadel temperatuuridel - umbes 459 kraadi alla nulli Fahrenheiti ehk ühe kümnendiku ühe kraadi kohal absoluutsest nullist kõrgemal Kelvini skaalal.
Titaani sektsioonis nanodetektoriga soojuselektrone löövad footonid, mis on keskkonnast termiliselt isoleeritud nioobiumi juhtmete abil isoleeritud. Titaani sektsioonis tekitatud soojuse lõpmatu hulga tuvastamise abil saab mõõta detektori neeldunud valgusenergiat. Seade suudab tuvastada infrapunavalgust ainult ühe footonina.
"Selle ühe detektoriga oleme demonstreerinud kontseptsiooni tõestust," ütles Gershenson. "Lõppeesmärk on ehitada ja katsetada 100-st 100 fotodetektoriga massiivi, mis on väga keeruline inseneritöö."
Rutgers ja reaktiivmootorite laboratoorium teevad koostööd uue infrapunadetektori ehitamiseks.
Gershenson loodab, et detektoritehnoloogia on varajase universumi uurimiseks kasulik, kui satelliidipõhised kaug-infrapuna teleskoobid hakkavad lendama 10-20 aasta pärast. "See muudab meie uue tehnoloogia kasulikuks tähtede ja täheparvede uurimiseks universumi kõige kaugemal asuvas piirkonnas," ütles ta.
Meeskonna algdokumendi leiate siit.
Algne uudiste allikas: Rutgersi Riiklik Ülikool
