Создана камера, способная «сфотографировать» одиночный фотон

Инженеры разработали устройство, способное подавлять шумы с помощью ионизации воздуха.

Группа американских исследователей разработала сверхпроводниковый однофотонный детектор с нанопроволокой (SNSPD) для сверхчувствительных камер. Разрешение матрицы составляет 400 000 пикселей — в 400 раз больше, чем у альтернативных устройств, этого достаточно для захвата отдельных фотонов. Камеры с таким детектором подойдут для астрономических наблюдений и исследований мозга.

Хотя технология захвата отдельных фотонов была разработана российскими учеными еще два десятилетия назад. До сих пор инженерам не удавалось создать устройство, которое можно было бы использовать за пределами сложных лабораторных установок. Американским ученым удалось преодолеть препятствия, связанные с электрическими помехами, скоростью считывания и влиянием температуры окружающей среды, чтобы создать быструю и чувствительную камеру.

SNSPD — представляют собой устройства из тонкой пленки сверхпроводящего материала, чувствительной к одиночным фотонам. Инженеры разработали из нанопроволок матрицу площадью 4×2,5 мм с разрешением 5×5 мкм, что соответствует 400 000 пикселей. Анализ показал, что устройство эффективно работает в различных диапазонах от видимого до ультрафиолетового и инфракрасного света и делает снимки со сверхвысокой скоростью, измеряемой пикосекундами.

Изображение, полученное с помощью камеры (a), функция подсчета фотонов при разной длине волны (b) и микрофотография в искусственных цветах, показывающая небольшой участок чередующихся нанопроволок в матрице детектора (с). Изображение: Bakhrom G. Oripov et al., arXiv

Эта технология может быть использована при исследовании космоса. Большая проблема для астрономов — обнаружение небольших экзопланет на фоне гигантских звезд. Мощности классических приборов зачастую не хватает для обнаружения тусклого свечения планеты на фоне яркого источника. Но чувствительный детектор одиночных фотонов может решить эту проблемы, считают разработчики. Другое возможное применение — биооптические приборы для визуализации процессов внутри головного мозга.


Читать далее:

Солнечное пятно размером с 10 планет выбросило мощнейшую вспышку класса Х

В «сердце» Млечного Пути нашли медленно вращающиеся древние звезды

Время в ранней Вселенной текло в пять раз медленнее, показывает анализ квазаров

На обложке: Изображение от starline на Freepik

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