วงจรใหม่ขนาดเล็กสามารถสร้างความแตกต่างได้อย่างมากในวิธีที่นักดาราศาสตร์มองเห็นแสงอินฟราเรด แสงอินฟราเรดทำขึ้น 98% ของแสงที่ปล่อยออกมาตั้งแต่บิกแบง วิธีการตรวจจับที่ดีกว่าด้วยอุปกรณ์ใหม่นี้ควรให้ข้อมูลเชิงลึกในระยะแรกของการก่อตัวดาวฤกษ์และกาแลคซีเมื่อเกือบ 14 พันล้านปีก่อน
†expanding ในจักรวาลที่กำลังขยายตัวดาวฤกษ์ดวงแรกสุดจะเคลื่อนห่างจากเราด้วยความเร็วใกล้กับความเร็วแสง Michael Gershenson ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่รัตเกอร์สและหนึ่งในหัวหน้านักวิจัยกล่าว “ดังนั้นแสงของพวกเขาจึงเปลี่ยนเป็นสีแดงอย่างมากเมื่อมันมาถึงเราโดยปรากฏเป็นแสงอินฟราเรด
แต่ชั้นบรรยากาศหนาของโลกดูดซับแสงอินฟราเรดไกลและกล้องโทรทรรศน์วิทยุภาคพื้นดินไม่สามารถตรวจจับแสงสลัวที่เปล่งออกมาจากดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้ได้ ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์กำลังเสนอกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นใหม่เพื่อรวบรวมแสงนี้ แต่เครื่องตรวจจับแบบใหม่และดีกว่านั้นจำเป็นต้องมีขั้นตอนต่อไปในการสังเกตการณ์ด้วยอินฟราเรด
ปัจจุบันมีการใช้ Bolometers ซึ่งตรวจจับคลื่นอินฟราเรดและคลื่นมิลลิเมตรซึ่งวัดจากความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อโฟตอนถูกดูดซับ
†device อุปกรณ์ที่เราสร้างขึ้นซึ่งเราเรียกว่า nanobolometer ร้อนอิเล็กตรอนอาจมีความไวกว่า bolometers ที่มีอยู่ 100 เท่ามีความไวมากกว่านี้ G Gershenson กล่าว “นอกจากนี้ยังเร็วกว่าที่จะตอบสนองต่อแสงที่กระทบกับมัน
อุปกรณ์ใหม่นี้ทำจากไททาเนียมและโลหะไนโอเบียม มีความยาวประมาณ 500 นาโนเมตรและกว้าง 100 นาโนเมตรโดยใช้เทคนิคคล้ายกับที่ใช้ในการผลิตชิปคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ทำงานที่อุณหภูมิเย็นจัด - ประมาณ 459 องศาต่ำกว่าศูนย์ฟาเรนไฮต์หรือหนึ่งในสิบของหนึ่งองศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ในระดับเคลวิน
โฟตอนที่กระทบกับอิเล็กตรอนความร้อนระดับนาโนไททาเนียมในส่วนไทเทเนียมซึ่งแยกได้จากความร้อนจากสิ่งแวดล้อม ด้วยการตรวจจับปริมาณความร้อนที่น้อยที่สุดที่เกิดขึ้นในส่วนไททาเนียมเราสามารถวัดพลังงานแสงที่เครื่องตรวจจับดูดซับได้ อุปกรณ์สามารถตรวจจับได้เพียงแสงโฟตอนอินฟราเรดไกลเพียงตัวเดียว
“ ด้วยเครื่องตรวจจับเดี่ยวนี้เราได้แสดงให้เห็นถึงแนวความคิด” Gershenson กล่าว “เป้าหมายสุดท้ายคือการสร้างและทดสอบอาร์เรย์ของ 100 โดย 100 photodetectors ซึ่งเป็นงานวิศวกรรมที่ยากมาก
รัตเกอร์และห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion กำลังทำงานร่วมกันเพื่อสร้างเครื่องตรวจจับอินฟราเรดตัวใหม่
Gershenson คาดว่าเทคโนโลยีเครื่องตรวจจับจะมีประโยชน์สำหรับการสำรวจเอกภพในยุคต้น ๆ เมื่อกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดไกลจากดาวเทียมเริ่มบินตั้งแต่ 10 ถึง 20 ปีจากนี้ “นั่นจะทำให้เทคโนโลยีใหม่ของเรามีประโยชน์สำหรับการตรวจสอบกลุ่มดาวและกลุ่มดาว ณ จุดที่ไกลที่สุดของจักรวาล” เขากล่าว
ดูเอกสารต้นฉบับของทีมได้ที่นี่
แหล่งข่าวดั้งเดิม: มหาวิทยาลัยรัฐรัทเกอร์ส
