Усовершенствованные датчики фотонов помогут заглянуть внутрь экзопланет

Простая модификация увеличила разрешающую способность датчиков фотонов в два раза. Устройство, описанное в журнале Physical Review Letters, поможет изучить экзопланеты.

Физики из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре усовершенствовали детекторы фотонов. Новый метод существенно сокращает потери энергии, увеличивая спектральную разрешающую способность устройства. Исследователи считают, что модернизированные датчики будут обнаруживать свет, отраженный от поверхности экзопланет, а не только рассеянный их атмосферами.

Исследователи модифицировали микроволновые детекторы кинетической индуктивности (МКИД). Эти датчики используют фотоэффект. Фотон, попадая в датчик, сбивает электрон, который затем может быть обнаружен как сигнал, пригодный для обработки микропроцессором, объясняют разработчики.

Как правило, МКИД — это сверхпроводник, расположенный на подложке. Исследователи обнаружили, что часть электронов из датчика «просачивается» в сапфировую подложку, снижая точность измерений.

В своей работе исследователи показали, что тонкий слой металлического индия, помещенный между сверхпроводящим датчиком и подложкой, резко снижает утечку энергии, повышая разрешающую способность детектора фотонов.

Схема устройства. Желтый слой индия блокирует фотоны, но не препятствует свободному перемещению фононов с меньшей энергией. Источник: Nicholas Zobrist et al, Physical Review Letters

Физики протестировали новое устройство и обнаружили, что новый метод сократил погрешность измерения длины световой волны с 10% до 5%. Например, с помощью этой системы теперь можно измерять фотоны с длиной волны 1000 нм с точностью до 50 нм.

Разработчики полагают, что новые датчики помогут заглянуть внутрь экзопланет. Сейчас ученые могут проводить спектроскопию только для крошечного подмножества таких объектов. Планета должна пройти между своей звездой и Землей, и у нее должна быть плотная атмосфера, чтобы через нее проходило достаточно света для работы исследователей. И даже в таких условиях соотношение информации и шума очень высокое. Ученые считают, что датчики с высоким спектральным разрешением решат эту проблему.

Изображение обложки: Ben Mazin, UC Santa Barbara


Читать далее:

Черная дыра в Галактике подтвердила правоту Эйнштейна. Главное

«Джеймс Уэбб» покажет космос до Большого взрыва: астрономы на пороге глобального открытия

Посмотрите на небесный «Титаник», который будет работать на ядерной энергии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука