高度な光子センサーは、太陽系外惑星の内部を覗き込むのに役立つ可能性があります

カリフォルニア大学サンタバーバラ校の物理学者は、光子検出器を改良しました。新しい方法

エネルギー損失を大幅に削減し、デバイスのスペクトル解像度。研究者らは、アップグレードされたセンサーは、大気によって散乱された光だけでなく、系外惑星の表面から反射された光も検出できると考えている。

研究者はマイクロ波を変更しました動的インダクタンス検出器(MKID)。これらのセンサーは光電効果を使用します。センサーに入る光子は電子をノックダウンし、マイクロプロセッサーによる処理に適した信号として検出できると開発者は説明しています。

原則として、MCIDは基板上に配置された超伝導体です。研究者は、センサーからの電子の一部がサファイア基板に「漏れ」、測定精度を低下させることを発見しました。

研究者らは研究の中で、薄いことを示した。超電導センサーと基板の間に配置されたインジウム金属の層は、エネルギー漏れを大幅に減少させ、光子検出器の解像度を高めます。

デバイス図。インジウムの黄色の層は光子をブロックしますが、低エネルギーのフォノンの自由な動きを妨げません。出典:Nicholas Zobrist et al、Physical Review Letters

物理学者は新しいデバイスをテストし、新しい方法により、光の波長を測定する際の誤差が10%から5%に減少することがわかりました。たとえば、このシステムを使用すると、波長1000nmの光子を50nmの精度で測定できるようになります。

開発者は、新しいセンサーが役立つと信じています太陽系外惑星の中を見てください。現在、科学者はそのようなオブジェクトのごく一部に対してのみ分光法を実行できます。惑星はその星と地球の間を通過しなければならず、研究者の仕事のために十分な光が惑星を通過するためには、それは高密度の大気を持っていなければなりません。そして、そのような状況でも、情報とノイズの比率は非常に高くなります。科学者たちは、高いスペクトル分解能のセンサーがこの問題を解決すると信じています。

表紙画像:ベンマジン、カリフォルニア大学サンタバーバラ校

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