Küçük yeni bir devre, gökbilimcilerin kızılötesi ışığı görme biçiminde büyük bir fark yaratabilir. Kızılötesi ışık, Big Bang'den bu yana yayılan ışığın% 98'ini oluşturur. Bu yeni cihazla daha iyi tespit yöntemleri, neredeyse 14 milyar yıl önce yıldız ve galaksi oluşumunun en erken aşamalarına dair bilgi sağlamalıdır.
Rutgers fizik profesörü ve baş araştırmacılardan biri olan Michael Gershenson, “Genişleyen evrende, en eski yıldızlar bizden ışık hızına yaklaşan bir hızda uzaklaşıyor” dedi. “Sonuç olarak, ışığı bize ulaştığında kızılötesi görünerek güçlü bir şekilde kırmızıya kayıyor.”
Ancak Dünya'nın kalın atmosferi uzak kızılötesi ışığı emer ve yer tabanlı radyo teleskopları bu uzak yıldızlar tarafından yayılan çok zayıf ışığı tespit edemez. Bu yüzden bilim adamları bu ışığı toplamak için yeni nesil uzay teleskopları öneriyorlar. Ancak kızılötesi gözlemde bir sonraki adımı atmak için yeni ve daha iyi dedektörlere ihtiyaç vardır.
Şu anda, fotonlar emildiğinde üretilen ısıyı ölçerek kızılötesi ve milimetre-altı dalgaları tespit eden bolometreler kullanılmaktadır.
Gershenson, “Sıcak elektron nanobolometre dediğimiz inşa ettiğimiz cihaz potansiyel olarak mevcut bolometrelerden 100 kat daha duyarlı.” dedi. “Ona çarpan ışığa tepki vermek de daha hızlı.”
Yeni cihaz titanyum ve niyobyum metallerden yapılmıştır. Yaklaşık 500 nanometre uzunluğunda ve 100 nanometre genişliğindedir ve bilgisayar çipi üretiminde kullanılanlara benzer teknikler kullanılarak yapılmıştır. Cihaz çok soğuk sıcaklıklarda - sıfır Fahrenhayt'ın yaklaşık 459 derece altında veya Kelvin ölçeğinde mutlak sıfırın onda birinin üstünde.
Titanyum bölümünde nanodetre ısı elektronlarına çarpan fotonlar, niyobyum kablolarını süper iletken yaparak ortamdan termal olarak izole edilir. Titanyum bölümünde üretilen sonsuz miktarda ısıyı tespit ederek, dedektör tarafından emilen ışık enerjisini ölçmek mümkündür. Cihaz, uzak kızılötesi ışığın tek bir foton kadar azını algılayabilir.
“Bu tek dedektörle, bir kavram kanıtı gösterdik” diyor Gershenson. “Son hedef, 100'den 100'e kadar fotodedektörden oluşan bir dizi oluşturmak ve test etmektir; bu çok zor bir mühendislik işi.”
Rutgers ve Jet Propulsion Laboratuvarı yeni kızılötesi dedektörü kurmak için birlikte çalışıyor.
Gershenson, uydu tabanlı uzak kızılötesi teleskoplar bundan 10 ila 20 yıl sonra uçmaya başladığında dedektör teknolojisinin erken evreni araştırmak için yararlı olmasını bekliyor. “Bu, yeni teknolojimizi, evrenin en uzak noktalarındaki yıldızları ve yıldız kümelerini incelemek için yararlı kılacak” dedi.
Ekibin orijinal makalesini burada bulabilirsiniz.
Orijinal Haber Kaynağı: Rutgers State Üniversitesi
