Litar baru yang kecil dapat membuat perbezaan besar dalam cara astronomi melihat cahaya inframerah. Cahaya inframerah menjadikan 98% cahaya yang dipancarkan sejak Big Bang. Kaedah pengesanan yang lebih baik dengan peranti baru ini harus memberikan gambaran mengenai tahap awal pembentukan bintang dan galaksi hampir 14 bilion tahun yang lalu.
â € œDalam alam semesta yang sedang berkembang, bintang-bintang paling awal menjauh dari kita dengan kecepatan mendekati kelajuan cahaya, â € kata Michael Gershenson, profesor fizik di Rutgers dan salah seorang penyelidik utama. â € œAkibatnya, cahaya mereka sangat merah padam ketika sampai ke kita, kelihatan inframerah.â €
Tetapi atmosfera tebal Bumi menyerap cahaya inframerah jauh, dan teleskop radio darat tidak dapat mengesan cahaya samar yang dipancarkan oleh bintang-bintang yang jauh ini. Oleh itu para saintis mencadangkan generasi baru teleskop angkasa untuk mengumpulkan cahaya ini. Tetapi pengesan baru dan lebih baik diperlukan untuk mengambil langkah seterusnya dalam pemerhatian inframerah.
Pada masa ini bolometer digunakan, yang mengesan gelombang inframerah dan submillimeter dengan mengukur haba yang dihasilkan ketika foton diserap.
â € œPeranti yang kami bina, yang kami namakan nanobolometer elektron panas, berpotensi 100 kali lebih sensitif daripada bolometer yang ada, â € kata Gershenson. â € œIni juga lebih pantas untuk bertindak balas terhadap cahaya yang memukulnya.â €
Peranti baru diperbuat daripada logam titanium dan niobium. Panjangnya kira-kira 500 nanometer dan lebar 100 nanometer dan dibuat menggunakan teknik yang serupa dengan yang digunakan dalam pembuatan cip komputer. Peranti beroperasi pada suhu yang sangat sejuk â kira-kira 459 darjah di bawah sifar Fahrenheit, atau sepersepuluh dari satu darjah di atas sifar mutlak pada skala Kelvin.
Foton yang menyerang elektron haba nanodetector di bahagian titanium, yang diasingkan secara termal dari persekitaran dengan memimpin plumbum niobium. Dengan mengesan jumlah haba yang sangat kecil yang dihasilkan di bahagian titanium, seseorang dapat mengukur tenaga cahaya yang diserap oleh pengesan. Peranti ini dapat mengesan sekecil foton cahaya inframerah jauh.
â € œDengan pengesan tunggal ini, kami telah menunjukkan bukti konsep, â € kata Gershenson. â € œSasaran akhir adalah membina dan menguji pelbagai 100 hingga 100 photodetectors, yang merupakan pekerjaan kejuruteraan yang sangat sukar.â €
Rutgers dan Jet Propulsion Laboratory bekerjasama untuk membina alat pengesan inframerah baru.
Gershenson mengharapkan teknologi pengesan berguna untuk menjelajahi alam semesta awal ketika teleskop inframerah jauh berasaskan satelit mula terbang 10 hingga 20 tahun dari sekarang. â € œIa akan menjadikan teknologi baru kita berguna untuk memeriksa bintang dan kelompok bintang di jangkauan paling jauh di alam semesta, â € katanya.
Kertas asli pasukan boleh didapati di sini.
Sumber Berita Asal: Universiti Negeri Rutgers
