Metamateriālās flīzes palielina lielo teleskopu jutīgumu

Simonsa observatorija ir centrs, kas pēta izmaiņas kosmiskajā mikroviļņu krāsnī

fons - atlikušais elektromagnētiskais starojumsno Visuma sākuma stadijas. Šie mērījumi palīdzēs labāk izprast, kā radās Visums, no kā tas ir izveidots un kā tas attīstījās par tādu, kāds tas ir šodien. 

Simonsa observatorijas teleskopi būsizmantojiet jaunu īpaši jutīgu milimetru kameru, lai izmērītu lielā sprādziena pēcspīdumu. Mēs esam izstrādājuši jaunu zemu izmaksu flīzi, kas tiks izmantota kamerā, lai absorbētu vides emisijas, kas var izkropļot izmērītos signālus. 

 Zhilei Xu, darba vadošais autors un Pensilvānijas universitātes pēcdoktorants

Pētnieki parādīja, kaMikroviļņu flīzes, kas izgatavotas no metamateriāliem, absorbē vairāk nekā 99% milimetru viļņu starojuma un saglabā savas īpašības ārkārtīgi zemās temperatūrās. 

Flīzes var izgatavot ar iesmidzināšanu, un materiāli, no kuriem tie ir izgatavoti, ir lēti un ekonomiski pieejami.

Uz zemes tiek izmantoti milimetru teleskopiuztvērēji, tie tiek kriogēniski atdzesēti, lai samazinātu troksni un palielinātu jutību. Uztvērēja tehnoloģija ir tik daudz attīstījusies, ka jebkurš izkliedētās gaismas daudzums var pasliktināt attēlu, vienlaikus samazinot detektora jutību. 

Tomēr tāda materiāla attīstība, kas spēj nomāktIzkliedēta gaisma, darbojoties tik ļoti zemā temperatūrā, ir diezgan liels izaicinājums. Iepriekšējo mēģinājumu rezultātā materiāli vai nu netika efektīvi atdzesēti līdz kriogēnai temperatūrai, vai arī nesasniedza nepieciešamo zemas atstarošanas un augstas absorbcijas kombināciju. 

Lai pārvarētu šīs grūtības, pētniekipievērsās metamateriāliem, jo ​​tos var noformēt tā, lai iegūtu dabā neatrastās īpašības. Pēc sarežģītiem elektromagnētiskās simulācijas pētījumiem zinātnieki ir izstrādājuši metamateriālus, kuru pamatā ir materiāls, kurā apvienotas oglekļa un plastmasas daļiņas.

Pārliecinieties, vai flīzes ir no jaunā metamateriālavar izturēt termiskos ciklus no istabas temperatūras līdz kriogēnai temperatūrai, pētnieki pārbaudīja, kā tie varētu atdzist līdz -272°C,  un pēc tam izmērīja to optiskos parametrus.

Testi parādīja, ka metamateriālam ir lieliskas atstarošanas īpašības ar nelielu izkliedi un tas absorbē gandrīz visus ienākošos fotonus.

Lasīt vairāk:

Aborts un zinātne: kas notiks ar bērniem, kas dzemdēs

Radari ir atraduši pēdējo Tlingitas fortu Aļaskā. Viņi viņu meklēja vairāk nekā 100 gadus

Trešdaļa no tiem, kuri ir atveseļojušies pēc COVID-19, atgriežas slimnīcā. Katru astoto - nomirst