Senzorii de fotoni avansați ar putea ajuta la observarea în interiorul exoplanetelor

Fizicienii de la Universitatea din California din Santa Barbara au îmbunătățit detectoare de fotoni. Metodă nouă

reduce semnificativ pierderile de energie, crescândrezoluția spectrală a dispozitivului. Cercetătorii cred că senzorii modernizați vor detecta lumina reflectată de suprafața exoplanetelor și nu doar împrăștiată de atmosfera lor.

Cercetătorii au modificat cuptorul cu microundedetectoare de inductanță cinetică (MKID). Acești senzori folosesc efectul fotoelectric. Un foton care intră în senzor doboară un electron, care poate fi apoi detectat ca un semnal adecvat pentru procesare de către un microprocesor, explică dezvoltatorii.

De regulă, un MCID este un supraconductor situat pe un substrat. Cercetătorii au descoperit că unii dintre electronii de la senzor „s-au scurs” în substratul de safir, reducând precizia măsurării.

În munca lor, cercetătorii au arătat că subțireUn strat de indiu metalic plasat între senzorul supraconductor și substrat reduce dramatic scurgerea de energie, crescând rezoluția detectorului de fotoni.

Diagrama dispozitivului. Stratul galben de indiu blochează fotonii, dar nu împiedică mișcarea liberă a fononilor de energie inferioară. Sursa: Nicholas Zobrist et al, Physical Review Letters

Fizicienii au testat un nou dispozitiv șia constatat că noua metodă a redus eroarea în măsurarea lungimii de undă a luminii de la 10% la 5%. De exemplu, cu acest sistem este acum posibil să se măsoare fotoni cu o lungime de undă de 1000 nm cu o precizie de 50 nm.

Dezvoltatorii cred că noii senzori vor ajutauită-te în interiorul exoplanetelor. În prezent, oamenii de știință pot efectua spectroscopie doar pe un subset mic al acestor obiecte. Planeta trebuie să treacă între steaua sa și Pământ și trebuie să aibă o atmosferă densă pentru ca suficientă lumină să treacă prin ea pentru munca cercetătorilor. Și chiar și în astfel de condiții, raportul dintre informații și zgomot este foarte mare. Oamenii de știință cred că senzorii cu rezoluție spectrală mare vor rezolva această problemă.

Imagine de copertă: Ben Mazin, UC Santa Barbara

Citeste mai mult:

O gaură neagră în galaxie i-a dat dreptate lui Einstein. Lucrul principal

„James Webb” va arăta spațiul înainte de Big Bang: astronomi în pragul unei descoperiri globale

Uitați-vă la „Titanicul” celest care va funcționa cu energie nucleară