Pienellä uudella piirillä voi olla suuri ero siinä, miten tähtitieteilijät näkevät infrapunavalon. Infrapunavalo muodostaa 98% Ison räjähdyksen jälkeen lähettämästä valosta. Parempien havaitsemismenetelmien avulla tällä uudella laitteella pitäisi saada käsitys tähti- ja galaksi-muodostumisen varhaisimmista vaiheista melkein 14 miljardia vuotta sitten.
"Laajentuvassa maailmankaikkeudessa varhaisimmat tähdet siirtyvät meiltä nopeudella, joka lähestyy valon nopeutta", sanoi Rutgersin fysiikan professori Michael Gershenson ja yksi johtavista tutkijoista. "Tuloksena heidän valo muuttuu voimakkaasti punaisella, kun se saavuttaa meidät, ilmestyvän infrapunaksi."
Mutta maapallon paksu ilmapiiri absorboi kauko-infrapunavaloa, ja maanpäälliset radioteleskoopit eivät pysty havaitsemaan näiden kaukaisten tähtien lähettämää erittäin heikkoa valoa. Joten tutkijat ehdottavat uuden sukupolven avaruusteleskoopeja tämän valon keräämiseksi. Mutta tarvitaan uusia ja parempia ilmaisimia seuraavan askeleen toteuttamiseksi infrapunahavainnoissa.
Tällä hetkellä käytetään bolometrejä, jotka havaitsevat infrapuna- ja submimetriaaltoaallot mittaamalla lämmön, joka syntyy fotonien imeytyessä.
"Laitteemme, jota rakennamme ja jota kutsumme kuumien elektronien nanobolometriksi, on mahdollisesti sata kertaa herkempi kuin olemassa olevat bolometrit", Gershenson sanoi. "Se on myös nopeampi reagoida sitä iskevään valoon."
Uusi laite on valmistettu titaani- ja niobiummetalleista. Se on noin 500 nanometriä pitkä ja 100 nanometriä leveä ja se tehtiin tekniikoilla, jotka olivat samanlaisia kuin atk-sirujen valmistuksessa käytetyt. Laite toimii hyvin kylmissä lämpötiloissa - noin 459 astetta alle nolla-Fahrenheitiä tai yhden kymmenesosan yhden asteen yläpuolella Kelvin-asteikolla.
Nanodetektorien lämpöelektroneja iskevät fotonit titaaniosassa, joka on eristetty lämpöä ympäristöstä suprajohtavilla niobiumjohdoilla. Havaitsemalla titaaniosassa syntyvän äärettömän pienen määrän lämpöä, voidaan mitata ilmaisimen absorboima valoenergia. Laite pystyy tunnistamaan vain yhden kaukoinfrapunavalon fotonin.
"Tämän yhden ilmaisimen avulla olemme osoittaneet konseptin todistuksen", sanoi Gershenson. "Lopullinen tavoite on rakentaa ja testata matriisi 100 x 100 valodetektoria, mikä on erittäin vaikeaa suunnittelutehtävää."
Rutgers ja Jet Propulsion Laboratory työskentelevät yhdessä uuden infrapuna-ilmaisimen rakentamiseksi.
Gershenson odottaa, että ilmaisintekniikka on hyödyllistä tutkia varhaista maailmankaikkeutta, kun satelliittipohjaiset kauko-infrapuna-kaukoputket alkavat lentää 10 - 20 vuoden päästä. "Se tekee uudesta teknologiastamme hyödyllisen tutkittaessa tähtiä ja tähtiryhmiä maailmankaikkeuden kauimpana ulottuvilla", hän sanoi.
Ryhmän alkuperäinen paperi löytyy täältä.
Alkuperäinen uutislähde: Rutgersin osavaltion yliopisto
