Dlaždice z metamateriálu zvyšují citlivost velkých dalekohledů

Simonsova observatoř je centrum, které studuje změny v kosmické mikrovlně

Tato měření pomohoulépe pochopte, jak vesmír vznikl, z čeho se skládá a jak se vyvinul do dnešní podoby. 

Dalekohledy na Simonsově observatoři budou používat novou ultracitlivou milimetrovou kameru k měření dosvitu velkého třesku.Vyvinuli jsme novou levnou dlaždici, která bude použita v komoře k absorpci emisí z okolního prostředí, které mohouzkreslit naměřené signály. 

 Zhilei Xu, hlavní autor článku a postdoktorand na University of Pennsylvania

Výzkumníci ukázali, že mikrovlnné metamateriálové dlaždice, které vyvinuli, absorbujíVíce než 99 % záření je milimetrových vlnových délek a zachovává si své vlastnosti při extrémně nízkých teplotách. 

Dlaždice lze vyrábět vstřikováním a materiály, ze kterých jsou vyrobeny, jsou levné a ekonomicky dostupné.

Pozemní milimetrové dalekohledy používají přijímače, které jsou chlazeny na kryogenní teploty, aby se snížil šum a zvýšila citlivost.Technologie přijímače pokročila natolik, že jakékoli množství rozptýleného světla můžezhoršují obraz a zároveň snižují citlivost detektoru. 

Vývoj materiálu schopného potlačit rozptýlené světlo při provozu při tak extrémně nízkých teplotách je však poměrně náročný.Předchozí pokusy vedly k tomu, že materiály buď nebyly schopny účinně chladit na kryogenní teploty, nebo nedokázaly dosáhnout požadované kombinace nízké odrazivosti a vysoké absorpce. 

K překonání těchto obtíží vědciobrátil se k metamateriálům, protože je lze navrhnout tak, aby získaly vlastnosti, které se v přírodě nenacházejí. Po sofistikovaných studiích elektromagnetické simulace vědci vyvinuli metamateriály založené na materiálu, který kombinuje uhlíkové a plastové částice.

Ujistěte se, že dlaždice jsou z nového metamateriáluvydrží tepelné cykly od pokojové teploty po kryogenní teplotu, vědci testovali, jak by se ochladili na -272 °C,  a poté změřili jejich optické vlastnosti.

Testy ukázaly, že metamateriál má vynikající odrazové vlastnosti s nízkým rozptylem a absorbuje téměř všechny přicházející fotony.

Přečtěte si více:

Potrat a věda: co se stane s dětmi, které porodí

Radary našli poslední pevnost Tlingitů na Aljašce. Hledali ho více než 100 let

Třetina z těch, kteří se vzpamatovali z COVID-19, se vrací do nemocnice. Každý osmý - umírá