사이먼스 천문대는 우주 마이크로파의 변화를 연구하는 센터입니다.
사이먼스 천문대 망원경은새로운 초고감도 밀리미터 카메라를 사용하여 빅뱅의 잔광을 측정합니다. 우리는 측정된 신호를 왜곡할 수 있는 환경 방출을 흡수하기 위해 챔버에서 사용할 새로운 저가형 타일을 개발했습니다.
Zhilei Xu, 논문의 주 저자이자 펜실베이니아 대학교 박사후 연구원
연구진은 다음과 같은 사실을 보여주었습니다.메타물질로 만들어진 전자파 타일은 밀리미터파 방사선을 99% 이상 흡수하고 극저온에서도 그 특성을 유지합니다.
타일은 사출 성형으로 만들 수 있으며 타일을 만드는 재료는 저렴하고 경제적입니다.
지상 기반 밀리미터 망원경 사용수신기는 소음을 줄이고 감도를 높이기 위해 극저온으로 냉각됩니다. 수신기 기술이 크게 발전하여 미광의 양에 관계없이 감지기의 감도가 감소하면서 이미지 품질이 저하될 수 있습니다.
그러나 이를 억제할 수 있는 물질의 개발은이렇게 극도로 낮은 온도에서 작동할 때 산란광은 매우 어렵습니다. 이전의 시도에서는 재료가 극저온까지 효과적으로 냉각되지 않거나 낮은 반사율과 높은 흡수율이라는 필수 조합을 달성하지 못하는 결과가 나왔습니다.
이러한 어려움을 극복하기 위해 연구원들은자연에서 찾을 수없는 특성을 얻을 수있는 방식으로 설계 될 수 있기 때문에 메타 물질로 전환되었습니다. 정교한 전자기 시뮬레이션 연구 끝에 과학자들은 탄소와 플라스틱 입자를 결합한 재료를 기반으로하는 메타 물질을 개발했습니다.
타일이 새로운 메타물질에서 나온 것인지 확인연구원들은 실온에서 극저온까지의 열 주기를 견딜 수 있으며, -272°C까지 냉각되는 방법을 테스트했습니다. 그런 다음 광학 특성을 측정했습니다.
테스트에 따르면 메타 물질은 산란이 적은 우수한 반사 특성을 가지고 있으며 들어오는 거의 모든 광자를 흡수합니다.
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