Dlaždice z metamateriálu zvyšujú citlivosť veľkých ďalekohľadov

Simons Observatory je centrum, ktoré študuje zmeny v kozmickej mikrovlnke

pozadie - zostávajúce elektromagnetické žiarenieod raného štádia vesmíru. Tieto merania pomôžu lepšie pochopiť, ako vesmír vznikol, z čoho sa skladá a ako sa vyvinul do dnešnej podoby. 

Teleskopy Simons Observatory budúpoužite novú ultracitlivú milimetrovú kameru na meranie dosvitu veľkého tresku. Vyvinuli sme novú nízkonákladovú dlaždicu, ktorá sa bude používať v komore na absorbovanie emisií z prostredia, ktoré môžu skresliť namerané signály. 

 Zhilei Xu, hlavný autor článku a postdoktorand na University of Pennsylvania

Výskumníci ukázali, žeMikrovlnné kachličky vyrobené z metamateriálov absorbujú viac ako 99 % žiarenia milimetrových vĺn a zachovávajú si svoje vlastnosti aj pri extrémne nízkych teplotách. 

Dlaždice sa dajú vyrábať vstrekovaním do formy a materiály, z ktorých sa vyrábajú, sú lacné a ekonomicky dostupné.

Používajú sa pozemné milimetrové teleskopyprijímače, sú kryogénne chladené, aby sa znížil hluk a zvýšila citlivosť. Technológia prijímača pokročila natoľko, že akékoľvek množstvo rozptýleného svetla môže znehodnotiť obraz a zároveň znížiť citlivosť detektora. 

Avšak vývoj materiálu schopného potlačiťRozptýlené svetlo pri prevádzke pri takýchto extrémne nízkych teplotách je celkom problém. Predchádzajúce pokusy viedli k tomu, že materiály buď neboli efektívne ochladzované na kryogénne teploty, alebo nedosahovali požadovanú kombináciu nízkej odrazivosti a vysokej absorpcie. 

Ak chcete prekonať tieto ťažkosti, vedcisa zmenili na metamateriály, pretože ich je možné navrhnúť tak, aby sa získali vlastnosti, ktoré sa v prírode nenachádzajú. Po sofistikovaných štúdiách elektromagnetickej simulácie vyvinuli vedci metamateriály na základe materiálu, ktorý kombinuje uhlíkové a plastové častice.

Uistite sa, že dlaždice sú z nového metamateriáludokážu vydržať tepelné cykly od izbovej teploty po kryogénnu teplotu, výskumníci testovali, ako sa ochladia na -272 °C,  a potom zmerali ich optické vlastnosti.

Testy preukázali, že metamateriál má vynikajúce odrazové vlastnosti s nízkym rozptylom a absorbuje takmer všetky prichádzajúce fotóny.

Čítaj viac:

Potraty a veda: čo sa stane s deťmi, ktoré budú rodiť

Radary našli poslednú Tlingitskú pevnosť na Aljaške. Hľadali ho už viac ako 100 rokov

Tretina z tých, ktorí sa zotavili z COVID-19, sa vracia do nemocnice. Každý ôsmy - zomiera