Метаматеріальние плитки підвищують чутливість великих телескопів

Обсерваторія Саймонса – це центр, який займається вивченням змін космічного мікрохвильового.

фону - електромагнітного випромінювання, що залишилосявід ранньої стадії Всесвіту. Ці виміри допоможуть краще зрозуміти, як виник Всесвіт, з чого він складається і як він еволюціонував у те, чим є сьогодні. 

Телескопи обсерваторії Саймонса будутьвикористовувати нову надчутливу міліметрову камеру для вимірювання післясвітлення великого вибуху. Ми розробили нову недорогу плитку, яка буде використовуватися в камері для поглинання викидів навколишнього середовища, які можуть спотворювати сигнали, що вимірюються. 

 Чжилей Сюй, провідний автор роботи та співробітник Пенсільванського університету

Дослідники показали, що розроблені нимимікрохвильові плитки з метаматеріалів поглинають більше 99% випромінювання міліметрових хвиль і зберігають свої властивості за надзвичайно низьких температур. 

Плитки можуть бути виготовлені методом лиття під тиском, також матеріали, з яких їх роблять, недорогі і економічно доступні.

Наземні міліметрові телескопи використовуютьприймачі вони охолоджуються до кріогенних температур, щоб зменшити шум і підвищити чутливість. Технологія приймача просунулась на стільки, що будь-яка кількість розсіяного світла може погіршити зображення, одночасно знизити чутливість детектора. 

Однак розробка матеріалу, здатного придушуватирозсіяне світло при роботі при таких екстремально низьких температурах є досить складним завданням. Попередні спроби призвели до того, що матеріали або не могли ефективно охолоджуватися до кріогенних температур, або не досягали необхідного поєднання низького коефіцієнта відбиття та високого поглинання. 

Щоб подолати ці труднощі, дослідникизвернулися до метаматеріалів, так як їх можна сконструювати таким чином, щоб отримати властивості, що не зустрічаються в природі. Після складних електромагнітних імітаційних досліджень вчені розробили метаматеріали на основі матеріалу, що поєднує частки вуглецю і пластика.

Переконавшись, що плитки із нового метаматеріалуможуть витримувати теплові цикли від кімнатної температури до кріогенної, дослідники перевірили, як вони будуть охолоджуватися до -272°C; а потім виміряли їх оптичні характеристики.

Випробування показали, що метаматериал володіє чудовими властивостями відображення при низькому розсіянні і поглинає майже всі вступники фотони.

Читати далі:

Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять

Радари виявили останній форт тлінкітов на Алясці. Його шукали понад 100 років

Третина перехворіли COVID-19 повертаються в лікарню. Кожен восьмий - вмирає