Insinöörit kehittävät teknologiaa ultrakevyille röntgenteleskoopeille

Tokion Metropolitan-yliopiston tutkijat luovat piikiekoille monimutkaisia kuvioita, jotka voivat

Hehkuttamalla ja kiillottamalla tutkijat saavuttivat korkean kulmaresoluution, joka oli verrattavissa olemassa oleviin teleskooppeihin.Samalla uudet laitteet ovat paljon kevyempiä kuin vastaavat.

Tiedemiehet käyttivät luomiseen MEMS-tekniikkaaselkeät monimutkaiset mallit piikiekoilla. Suunnittelu on samankeskinen joukko rakoja, jotka ovat samanlaisia ​​kuin puurenkaat, jotka voivat ohjata röntgensäteitä, jotka tulevat kapealla kulmalla ja keskittää ne pisteeseen.

Samankeskiset paikkaryhmät mahdollistavatRöntgensäteet tunkeutuvat sisäseiniin ja kimppuivat niistä työntäen niitä niin, että ne suuntautuvat samaan kohtaan. Kuva: Tokyo Metropolitan University

Näiden aukkojen luomiseksi tutkijatsyväreaktiivista ionietsausta käytettiin. Alkukäsittelyn jälkeen he kuitenkin havaitsivat kuvioissa pinnan karheutta, joka vääristi röntgensäteitä ja pienensi kaukoputken resoluutiota. 

Näiden puutteiden korjaamiseksi tutkijat "hehkuttivat"kuviota vaikuttamalla piikiekkoon pitkään. Hehkutuksen keston pidentyessä kuvioiden pinnalla olevat piiatomit muuttuivat liikkuvammiksi, mikä tasoitti karkeutta ja paransi kaukoputken kulmaresoluutiota.

Pinta ennen (ylhäältä) ja jälkeen (alhaalla) 150 tunnin hehkutuksen. Pitkäaikainen lämpöaltistus tasoittaa kaiken pinnan karheuden. Kuva: Tokyo Metropolitan University

Röntgensäteilyn tutkimus mahdollistaaoppia lisää universumistamme. Mutta suurin osa näistä aalloista absorboituu Maan ilmakehään, joten planeettamme ulkopuolella toimivat röntgenteleskoopit ovat tehokkaimpia, työn tekijät selittävät. 

Ongelma tavanomaisessa röntgenoptiikassaon se, että kun korkeampia resoluutioita saavutetaan, laitteista tulee yhä raskaampia. Tämä lisää kaukoputkien kiertoradalle toimittamisen kustannuksia. Esimerkiksi vuonna 2016 lanseeratun Hitomi-teleskoopin, jota pidettiin uskomattoman kevyenä, tehollinen paino oli 600 kg käyttöalueen neliömetriä kohden. Optics Express -lehdessä julkaistussa työssään tutkijat kehittivät korkean suorituskyvyn yksikön, joka painaa vain 10 kg neliömetriä kohti.

Tutkijat huomauttavat, että uudenteknologialla voidaan luoda erittäin kevyitä laitteita. Nyt he kehittävät satelliittia Maapallon magnetosfäärin visualisoimiseksi. Tutkijat suunnittelevat vähentävänsä laitteiston kokonaismassaa 50 kiloon.

Lue lisää:

James Webb -teleskooppi otti ensimmäisen kuvan Jupiterista: se näyttää 9 liikkuvaa kohdetta kerralla

Fyysikot ovat löytäneet avaruudesta universaalin "kellon": ne ovat tarkempia kuin atomi

Valtava komeetta lensi Maan ohi, mutta suureni ja suuntasi kohti aurinkoa