Metamateriaalilaatat lisäävät suurten teleskooppien herkkyyttä

Simons Observatory on keskus, joka tutkii muutoksia kosmisessa mikroaaltouunissa

tausta - sähkömagneettista säteilyä jäljellämaailmankaikkeuden varhaisesta vaiheesta lähtien. Nämä mittaukset auttavat ymmärtämään paremmin, miten maailmankaikkeus syntyi, mistä se on tehty ja miten se kehittyi nykyiseksi. 

Simonsin observatorion teleskoopitmittaa alkuräjähdyksen jälkihehku uudella erittäin herkällä millimetrikameralla. Olemme kehittäneet uuden edullisen laatan, jota käytetään kammiossa absorboimaan ympäristöpäästöjä, jotka voivat vääristää mitattuja signaaleja. 

 Zhilei Xu, paperin johtava kirjoittaja ja tutkijatohtori Pennsylvanian yliopistossa

Tutkijat osoittivat, ettäMetamateriaaleista valmistetut mikroaaltolaatat imevät yli 99 % millimetriaaltosäteilystä ja säilyttävät ominaisuutensa erittäin matalissa lämpötiloissa. 

Laatat voidaan valmistaa ruiskupuristamalla, ja materiaalit, joista ne on valmistettu, ovat edullisia ja taloudellisesti saatavilla.

Maapohjaisia ​​millimetriteleskooppeja käytetäänVastaanottimissa ne jäähdytetään kryogeenisesti melun vähentämiseksi ja herkkyyden lisäämiseksi. Vastaanotintekniikka on kehittynyt niin paljon, että mikä tahansa hajavalo voi heikentää kuvaa ja samalla vähentää ilmaisimen herkkyyttä. 

Kuitenkin tukahduttamiskykyisen materiaalin kehittäminenHajavalo käytettäessä niin äärimmäisen alhaisissa lämpötiloissa on melkoinen haaste. Aiemmat yritykset johtivat siihen, että materiaaleja ei joko jäähdytetty tehokkaasti kryogeenisiin lämpötiloihin tai ne eivät saavuttaneet vaadittua alhaisen heijastuskyvyn ja korkean absorption yhdistelmää. 

Näiden vaikeuksien voittamiseksi tutkijatmetamateriaaleihin, koska ne voidaan suunnitella siten, että saadaan ominaisuuksia, joita ei löydy luonnosta. Hienostuneiden sähkömagneettisten simulaatiotutkimusten jälkeen tutkijat ovat kehittäneet metamateriaaleja, jotka perustuvat materiaaliin, jossa yhdistyvät hiili- ja muovihiukkaset.

Varmista, että laatat ovat uudesta metamateriaalistakestää lämpösyklejä huoneenlämpötilasta kryogeeniseen lämpötilaan, tutkijat testasivat, kuinka ne jäähtyvät -272 °C:seen,  ja sitten mittasivat niiden optiset ominaisuudet.

Testit ovat osoittaneet, että metamateriaalilla on erinomaiset heijastumisominaisuudet ja pieni sironta ja se absorboi melkein kaikki tulevat fotonit.

Lue lisää:

Abortti ja tiede: mitä tapahtuu synnyttäville lapsille

Tutkat ovat löytäneet viimeisen Tlingitin linnoituksen Alaskasta. He ovat etsineet häntä yli 100 vuotta

Kolmasosa COVID-19: stä toipuneista palaa sairaalaan. Joka kahdeksas - kuolee