En liten ny krets kan utgjøre en stor forskjell i måten astronomer kan se infrarødt lys. Infrarødt lys utgjør 98% av lyset som sendes ut siden Big Bang. Bedre deteksjonsmetoder med denne nye enheten skal gi innsikt i de tidligste stadiene av dannelse av stjerne og galakse for nesten 14 milliarder år siden.
â € œI det ekspanderende universet beveger de tidligste stjernene seg fra oss i en hastighet som nærmer seg lysets hastighet, sier Michael Gershenson, professor i fysikk ved Rutgers og en av hovedetterforskerne. ”Som et resultat blir lyset sterkt rødskiftet når det når oss og virker infrarødt.”
Men Jordas tykke atmosfære absorberer langtinfrarødt lys, og bakkebaserte radioteleskoper kan ikke oppdage det veldig svake lyset som sendes ut fra disse fjerne stjernene. Så forskere foreslår en ny generasjon romteleskoper for å samle dette lyset. Men nye og bedre detektorer er nødvendig for å ta neste steg i infrarød observasjon.
For tiden brukes bolometre som oppdager infrarøde bølger og submillimeterbølger ved å måle varmen som genereres når fotoner blir absorbert.
â € “Enheten vi bygde, som vi kaller et varmt elektronisk nanobolometer, er potensielt 100 ganger mer følsom enn eksisterende bolometre,” sa Gershenson. â € œDet er også raskere å reagere på lyset som treffer det.â €
Den nye enheten er laget av titan- og niobmetaller. Det er omtrent 500 nanometer langt og 100 nanometer bredt og ble laget ved hjelp av teknikker som ligner de som ble brukt i produksjon av datamaskinbrikker. Enheten fungerer ved veldig kalde temperaturer - omtrent 459 minusgrader, eller en tidel av en grad over absolutt null på Kelvin-skalaen.
Fotoner som slår nanodetektoren varmeelektroner i titanseksjonen, som er termisk isolert fra omgivelsene ved superledende niobiumledninger. Ved å detektere den uendelige mengden varme som genereres i titanseksjonen, kan man måle lysenergien som absorberes av detektoren. Enheten kan oppdage så lite som et enkelt foton med langt infrarødt lys.
â € œMed denne eneste detektoren har vi vist et bevis på konsept, â sa Gershenson. â € œDet endelige målet er å bygge og teste en rekke 100 av 100 fotodetektorer, som er en veldig vanskelig ingeniørjobb. '
Rutgers og Jet Propulsion Laboratory jobber sammen for å bygge den nye infrarøde detektoren.
Gershenson regner med at detektorteknologien vil være nyttig for å utforske det tidlige universet når satellittbaserte fjerninfrarøde teleskoper begynner å fly 10 til 20 år fra nå. â € œDet vil gjøre den nye teknologien vår nyttig for å undersøke stjerner og stjerneklynger lengst i universet, â sa han.
Lagets originale papir finner du her.
Original nyhetskilde: Rutgers State University
