Telhas de metamateriais aumentam a sensibilidade de grandes telescópios

Observatório Simons é um centro que estuda mudanças nas microondas cósmicas

fundo - radiação eletromagnética restantedesde o estágio inicial do Universo. Essas medições ajudarão a entender melhor como o Universo surgiu, de que é feito e como evoluiu para o que é hoje.

Os telescópios do Observatório Simons irãouse uma nova câmera milimétrica ultrassensível para medir o brilho do big bang. Desenvolvemos um novo bloco de baixo custo que será usado na câmara para absorver emissões ambientais que podem distorcer os sinais medidos.

Zhilei Xu, autor principal do artigo e pós-doutorado na Universidade da Pensilvânia

Os pesquisadores mostraram queAs telhas de microondas feitas de metamateriais absorvem mais de 99% da radiação de ondas milimétricas e retêm suas propriedades em temperaturas extremamente baixas.

As telhas podem ser feitas por moldagem por injeção e os materiais de que são feitas são baratos e economicamente disponíveis.

Telescópios milimétricos terrestres usamreceptores, eles são resfriados criogenicamente para reduzir o ruído e aumentar a sensibilidade. A tecnologia do receptor avançou tanto que qualquer quantidade de luz difusa pode degradar a imagem enquanto reduz a sensibilidade do detector.

Contudo, o desenvolvimento de um material capaz de suprimirA luz dispersa ao operar em temperaturas extremamente baixas é um grande desafio. Tentativas anteriores resultaram em materiais que não foram efetivamente resfriados a temperaturas criogênicas ou não alcançaram a combinação necessária de baixa refletância e alta absorção.

Para superar essas dificuldades, pesquisadoresvoltados para os metamateriais, uma vez que podem ser projetados de forma a obter propriedades não encontradas na natureza. Após sofisticados estudos de simulação eletromagnética, os cientistas desenvolveram metamateriais baseados em um material que combina carbono e partículas de plástico.

Certificando-se de que as peças são do novo metamaterialpodem suportar ciclos térmicos desde a temperatura ambiente até a temperatura criogênica, os pesquisadores testaram como eles esfriariam até -272°C,  e então mediu suas características ópticas.

Testes mostraram que o metamaterial tem excelentes propriedades de reflexão com baixo espalhamento e absorve quase todos os fótons que chegam.

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