Высокочувствительная камера будет искать внеземную жизнь и темную материю

21.11.2019

Исследователи из американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) создали самую высокочувствительную на сегодняшний день камеру, пиксели которой представляют собой датчики, способные улавливать единичные фотоны света. На матрице этой камеры находится более тысячи пикселей и она предназначена для установки на космических телескопах следующего поколения, где при ее помощи будут производиться поиски химических признаков жизни на других планетах, поиски неуловимой темной материи, на долю которой приходится большая часть от всей материи Вселенной.

Каждый пиксель новой представляет собой нанопроводник из вольфрама и кремния, длиной 3.5 миллиметра, 180 нанометров шириной и 3 нанометра толщиной. Эти нанопроводники располагаются на кремниевой подложке, а соединяют их с "внешним миром" проводные соединения из сверхпроводящего ниобия. Такое строение пикселей камеры обеспечивает наилучшие на сегодняшний день показатели скорости, эффективности и диапазона цветопередачи. Подобные датчики уже были использованы специалистами NIST ранее для изучения явления квантовой запутанности, которое Альберт Эйнштейн называл "призрачным действием на расстоянии".

Кроме этого, новый тип светочувствительных датчиков отличается очень малым уровнем собственных шумов, что исключает возможность ложных срабатываний и искажения данных. Эта особенность крайне важная для поисков темной материи и космической астрономии, там, где необходимо улавливать единичные фотоны с самой малой энергией, фотоны, находящиеся в самом дальнем конце инфракрасного диапазона.

Камера NIST является маленькой по габаритным размерам, ее кристалл представляет собой квадрат со стороной 1,6 миллиметра, на котором размещено 1024 датчиков в виде матрицы 32 на 32 пикселя. При таком плотном расположении пикселей исследователи NIST сначала столкнулись с проблемой перегрева кристалла камеры, но позже, путем расширения электрических проводников цепей считывания информации, эта проблема была успешно решена.

Сейчас исследователи уже добились того, что на выходе из производственной технологической линии получается 99,5% полностью работоспособных датчиков. Следующими шагами, которые намерены сделать ученые, станет повышение эффективности датчиков-пикселей для того, что поднять их чувствительность в граничных диапазонах. И только после этого исследователи планирую приступить к созданию больших вариантов камер, количество пикселей в которых будет исчисляться миллионами.

Параметры новой камеры были измерены в Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения (NASA Jet Propulsion Laboratory, JPL) и в Калифорнийском технологическом институте. Ведь только там имеется вся необходимая для таких измерений электроника, которая используется сейчас для разработки и реализации систем оптической связи в условиях дальнего космоса.

<< Назад: Обнаружена невозможная черная дыра 21.11.2019

>> Вперед: Гренландский ледник исчезает 20.11.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Оптоэлектронное реле серии FTR-SL 24.01.2004 Новое оптоэлектронное реле серии FTR-SL от FUJITSU COMPONENTS имеет исключительно малые размеры 28x15x5 мм и рассчитано на выходной ток до 1 А. Номинальный ряд напряжений: 5, 12, 24 и 60 В. Реле имеет встроенный варистор для защиты от перенапряжения или избыточного тока. Развязка между входом и выходом рассчитана на 2500 В.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025