A metamateriális csempék növelik a nagy teleszkópok érzékenységét

A Simons Observatory egy olyan központ, amely a kozmikus mikrohullámú sütő változásait tanulmányozza

háttér - megmaradt elektromágneses sugárzásaz Univerzum korai szakaszától kezdve. Ezek a mérések segítenek jobban megérteni, hogyan keletkezett az Univerzum, miből áll, és hogyan fejlődött a mai világgá. 

Simons Obszervatórium távcsöveiegy új, ultra-érzékeny milliméteres kamerával mérje meg az ősrobbanás utófényét. Kifejlesztettünk egy új, olcsó csempét, amelyet a kamrában használnak a környezeti kibocsátások elnyelésére, amelyek torzíthatják a mért jeleket. 

 Zhilei Xu, a tanulmány vezető szerzője és a Pennsylvaniai Egyetem posztdoktori ösztöndíjasa

A kutatók kimutatták, hogy aA metaanyagokból készült mikrohullámú sütőlapok a milliméteres hullámsugárzás több mint 99%-át elnyelik, és rendkívül alacsony hőmérsékleten is megőrzik tulajdonságaikat. 

A csempék fröccsöntéssel készülhetnek, és az anyagok, amelyekből készülnek, olcsók és gazdaságosan elérhetők.

Földi alapú milliméteres teleszkópok használatavevők, kriogén hűtéssel csökkentik a zajt és növelik az érzékenységet. A vevő technológia olyan sokat fejlődött, hogy bármilyen mennyiségű szórt fény ronthatja a képet, miközben csökkenti az érzékelő érzékenységét. 

Az elnyomni képes anyag fejlesztése azonbanA szórt fény ilyen rendkívül alacsony hőmérsékleten való működés során komoly kihívást jelent. A korábbi próbálkozások azt eredményezték, hogy az anyagokat vagy nem hűtötték le hatékonyan kriogén hőmérsékletre, vagy nem érték el az alacsony reflexiós képesség és a nagy abszorpció szükséges kombinációját. 

E nehézségek leküzdésére a kutatókmetamaterialok felé fordult, mivel úgy tervezhetők meg, hogy a természetben nem található tulajdonságokat nyerjék. Kifinomult elektromágneses szimulációs vizsgálatok után a tudósok metamateriális anyagokat fejlesztettek ki, amelyek olyan anyagon alapulnak, amely szén és műanyag részecskéket kombinál.

Győződjön meg arról, hogy a csempék az új metaanyagból származnakkibírja a termikus ciklusokat a szobahőmérséklettől a kriogén hőmérsékletig, a kutatók tesztelték, hogyan hűlnek le -272 °C-ra,  majd megmérték azok optikai jellemzőit.

Vizsgálatok kimutatták, hogy a metamaterial kitűnő reflexiós tulajdonságokkal rendelkezik, alacsony szóródással és szinte az összes bejövő fotont elnyeli.

Olvass tovább:

Abortusz és tudomány: mi lesz a gyerekekkel, akik szülni fognak

A radarok megtalálták az utolsó alaszkai Tlingit erődöt. Több mint 100 éve keresik

A COVID-19-ből felépültek egyharmada visszatér a kórházba. Minden nyolcadik - meghal