Усъвършенстваните фотонни сензори могат да помогнат за надникване вътре в екзопланетите

Физиците от Калифорнийския университет в Санта Барбара са подобрили детектори за фотони. Нов метод

значително намалява енергийните загуби, увеличавайкиспектрална разделителна способност на устройството. Изследователите вярват, че подобрените сензори ще откриват светлина, отразена от повърхността на екзопланети, а не само разпръсната от техните атмосфери.

Изследователите са модифицирали микровълнова печкадетектори за кинетична индуктивност (MKID). Тези сензори използват фотоелектричен ефект. Фотон, влизащ в сензора, поваля електрон, който след това може да бъде открит като сигнал, подходящ за обработка от микропроцесор, обясняват разработчиците.

По правило MCID е свръхпроводник, разположен върху субстрат. Изследователите открили, че част от електроните от сензора са "изтекли" в сапфирения субстрат, намалявайки точността на измерване.

В своята работа изследователите показаха, че тънкитеСлой от метален индий, поставен между свръхпроводящия сензор и субстрата, драстично намалява изтичането на енергия, увеличавайки разделителната способност на фотонния детектор.

Схема на устройството. Жълтият слой индий блокира фотоните, но не пречи на свободното движение на фонони с по-ниска енергия. Източник: Nicholas Zobrist et al, Physical Review Letters

Физиците са тествали ново устройство иустанови, че новият метод намалява грешката при измерване на дължината на вълната на светлината от 10% на 5%. Например, с тази система вече е възможно да се измерват фотони с дължина на вълната 1000 nm с точност от 50 nm.

Разработчиците вярват, че новите сензори ще помогнатпогледнете вътре в екзопланетите. Понастоящем учените могат да извършват спектроскопия само на малка част от такива обекти. Планетата трябва да премине между своята звезда и Земята и трябва да има плътна атмосфера, за да може достатъчно светлина да премине през нея за работата на изследователите. И дори при такива условия съотношението на информация и шум е много високо. Учените смятат, че сензори с висока спектрална разделителна способност ще решат този проблем.

Изображение на корицата: Ben Mazin, UC Santa Barbara

Прочетете още:

Една черна дупка в галактиката доказа, че Айнщайн е прав. Основното нещо

"Джеймс Уеб" ще покаже космоса преди Големия взрив: астрономи на прага на глобално откритие

Вижте небесния "Титаник", който ще работи на ядрена енергия