En liten ny krets kan göra en stor skillnad i hur astronomer kan se infrarött ljus. Infrarött ljus utgör 98% av det ljus som släppts ut sedan Big Bang. Bättre detekteringsmetoder med denna nya enhet bör ge insikt i de tidigaste stadierna i bildandet av stjärnor och galaxer för nästan 14 miljarder år sedan.
â € œI det expanderande universum flyttar de tidigaste stjärnorna ifrån oss med en hastighet som närmar sig ljusets hastighet, sade Michael Gershenson, professor i fysik vid Rutgers och en av ledande utredare. â € œ Som ett resultat är deras ljus starkt rödförskjuten när den når oss och verkar infraröd. â €
Men Jordens tjocka atmosfär absorberar långt infrarött ljus, och markbaserade radioteleskop kan inte upptäcka det mycket svaga ljuset som avlägsnas av dessa långt borta stjärnor. Så forskare föreslår en ny generation rymdteleskop för att samla detta ljus. Men nya och bättre detektorer behövs för att ta nästa steg i infraröd observation.
För närvarande används bolometrar, som detekterar infraröda och submillimetervågor genom att mäta värmen som genereras när fotoner absorberas.
â € Â Enheten vi byggde, som vi kallar en varmelektronanobolometer, är potentiellt 100 gånger känsligare än befintliga bolometrar, sade Gershenson. â € tDet är också snabbare att reagera på det ljus som träffar det.â €
Den nya enheten är tillverkad av titan- och niobmetaller. Dess cirka 500 nanometer långa och 100 nanometer breda och gjordes med hjälp av tekniker som liknar de som används i datorchiptillverkning. Enheten arbetar vid mycket kalla temperaturer - cirka 459 grader under noll Fahrenheit, eller en tiondel av en grad över absolut noll på Kelvin-skalan.
Fotoner som slår mot nanodetektorns värmeelektroner i titansektionen, som isoleras termiskt från miljön genom superledande niobkablar. Genom att detektera den oändliga mängden värme som genereras i titansektionen kan man mäta den ljusenergi som absorberas av detektorn. Enheten kan upptäcka så lite som en enda foton med långt infrarött ljus.
â € œMed den här enstaka detektorn har vi visat ett bevis på begreppet, sade Gershenson. â € œSlutmålet är att bygga och testa en matris med 100 till 100 fotodetektorer, vilket är ett mycket svårt teknikjobb.
Rutgers och Jet Propulsion Laboratory arbetar tillsammans för att bygga den nya infraröda detektorn.
Gershenson räknar med att detektorteknologin är användbar för att utforska det tidiga universum när satellitbaserade, långt infraröda teleskop börjar flyga 10 till 20 år från och med nu. â € œDet kommer att göra vår nya teknik användbar för att undersöka stjärnor och stjärnkluster på universumets längsta räckvidd, sade han.
Lagets originalpapper finns här.
Original nyhetskälla: Rutgers State University
