Ближе к звёздам: сверхчувствительные детекторы НИТУ МИСИС для прорыва в исследовании космоса
Учёные НИТУ МИСИС представили сверхпроводящие детекторы нового поколения, которые помогут раскрыть ещё больше тайн космоса, давая астрономам детальные карты отдалённых объектов и упрощая анализ сложных космических структур. Новые устройства работают при экстремально низких температурах, около абсолютного нуля, где термодинамический шум минимален. Это позволяет детекторам улавливать даже слабые сигналы, не теряя точности, и обеспечивает чёткие изображения, важные для научных исследований.
Космические объекты изучаются не только по видимому спектру: невидимые микроволны, находящиеся в радиочастотном диапазоне, несут огромный объём данных о веществах, из которых состоят звезды и планеты. Сверхпроводящие детекторы МИСИС улавливают терагерцовые волны, находящиеся между радиоволнами и видимым светом, в которых уровень теплового шума минимален, что особенно важно для детальных исследований. Эти детекторы работают, преобразуя термодинамическое излучение в магнитное поле, после чего сигнал усиливается специальным магнитным устройством и обрабатывается с высокой точностью.
Как пояснил доктор физико-математических наук Сергей Шитов, руководитель проекта, создание таких устройств открывает путь к построению радиотелескопов с высоким разрешением, что даёт возможность наблюдать далёкие галактики и даже анализировать состав экзопланет. Сверхчувствительные детекторы способны распознавать элементы, такие как кислород и вода, что значительно расширяет наши знания о возможной жизни за пределами Земли.
Инновационная технология МИСИС основывается на дифференциальной системе из двух RFTES-болометров, которая позволяет фиксировать малейшие изменения излучения. Этот метод особенно полезен для исследования фона Вселенной, который связан с реликтовым излучением, оставшимся после Большого взрыва. Устройства оснащены сквидом — магнитным усилителем, преобразующим сигналы, что позволяет фиксировать мельчайшие детали и улавливать излучение от обширных поверхностей объектов.
Команда под руководством Сергея Шитова разработала эти детекторы в рамках стратегического проекта «Квантовый интернет» в рамках программы «Приоритет-2030». Разработка, отмеченная рядом патентов, обладает огромным потенциалом для радионаблюдений, изучения химического состава межзвёздных молекул и даже поиска биомаркеров на далеких экзопланетах.
