Был разработан новый тип болометров для телескопов дальнего инфракрасного диапазона
Чтобы изучить, как рождаются звезды и планеты, мы должны взглянуть на звездные колыбели, скрытые в прохладных облаках пыли. Телескопы в дальнем инфракрасном диапазоне способны проникать сквозь эти облака. Обычно в качестве детекторов используются болометры из нитрида ниобия, несмотря на их низкую рабочую температуру в 4 К (-269°С).
Юнер Ган вместе с командой ученых из SRON, TU Delft, Университета Чалмерса и RUG разработали новый тип болометра, изготовленного из диборида магния, с рабочей температурой 20 К или выше. Это может значительно снизить стоимость, сложность, вес и объем космических приборов.
Обычные болометры горячих электронов на основе сверхпроводящего нитрида ниобия (NbN)(HEB) на сегодняшний день являются наиболее чувствительными гетеродинными детекторами для спектроскопии высокого разрешения на частотах дальнего инфракрасного диапазона. Они способны измерять в мельчайших деталях не только интенсивность, но и частоту. Гетеродинные детекторы были успешно применены в аэростатных и космических телескопах и являются кандидатами для использования в будущих миссиях. Наземные телескопы не могут видеть дальнее инфракрасное излучение, поскольку оно блокируется земной атмосферой.
Одним из недостатков таких детекторов является их полоса пропускания. Еще одно ограничение связано с низкой рабочей температурой. Охлаждение до 4 Кельвинов либо с помощью сосуда с жидким гелием, либо с помощью механической импульсной трубки нежелательно для космической обсерватории, учитывая ограничения по массе, объему, электрической мощности и стоимости.
Юнер Ган и ее коллеги в настоящее время разработали детектор HEB в дальнем инфракрасном диапазоне на основе нового сверхпроводящего материала — диборида магния (MgB2), который имеет относительно высокую критическую температуру в 39 К. Это позволяет им получать более высокую рабочую температуру в 20 К и более. Они также продемонстрировали, что новые HEB обладают многообещающей чувствительностью и значительно увеличенной полосой пропускания частот.