Лента TH Новости Глобальные вызовы


Создано устройство с новым уровнем чувствительности

∴ 143

Исследователи разработали новый сенсорный матричный прибор, который обеспечивает сверхнизкое шумовое обнаружение небольших количеств энергии. Так же новое устройство позволяет собирать данные из многих других детекторов на более глубоком уровне, чем это было возможно ранее.

Light Beam Green Plays Of Light Laser Laser Beams

Ожидается, что открытие позволит усовершенствовать работу в таких областях, как учет ядерных материалов, астрофизика и рентгеновская спектрометрия.

Прибор состоит из 128 сверхпроводящих датчиков и объединяет их выход в один канал, обеспечиваемый парой коаксиальных кабелей. Раньше размер массива ограничивался пропускной способностью, доступной для объединения сигналов в разумное количество выходных каналов. Это новое исследование демонстрирует 100-кратное улучшение полосы пропускания, и исследователи планируют поднять уровень еще выше. Они преодолели барьер ширины полосы пропускания, используя очень холодные сверхпроводящие СВЧ-схемы и сверхпроводящие усилители квантовых помех, известные как SQUID-ы, способные повышать интенсивность малых сигналов.

Новое устройство использует радиочастотные SQUID-ы для регулирования высококачественных микроволновых резонаторов. Когда эти резонаторы соединены с общей линией микроволнового питания, каждый резонатор настроен на другую частоту, и все датчики могут одновременно контролироваться.

Как будто кто-то пытался слушать сотни радиостанций за один раз, через один радиоприемник.Бен Матес из Университета Колорадо, глава исследования.

По его словам, резонаторы SQUID усиливают сигнал в каждом канале, что позволяет одновременно считывать все радиостанции сразу.

Версии нового прибора могут обнаруживать сигналы в широком диапазоне частот, от коротковолновых гамма или рентгеновских лучей до длинных микроволн. Обнаружение гамма-лучей имеет решающее значение для учета ядерных материалов, в частности для отслеживания изотопов плутония в отработанном ядерном топливе. Поскольку плутоний можно использовать для создания ядерного оружия, важно иметь быстрые и точные методы измерения количества плутония в ядерном топливе, отправленного на переработку.

Исследователи надеются, что более крупный массив позволит им разработать, в сотрудничестве с установкой SLAC Департамента энергетики в Стэнфорде, уникальный спектрометр, способный одновременно собирать и точно измерять много рентгеновских лучей с высокой энергией из материалов, изучаемых на калифорнийском объекте, с помощью X –лучевого лазера на свободных электронах.

Проникающие рентгеновские лучи от этого мощного инструмента все чаще используются для понимания свойств вещества на сверхкоротких промежутках времени, но большие массивы детекторов желательны даже для яркого рентгеновского источника. С этой целью будущая работа будет сосредоточена на увеличении размера массива до тысячи датчиков или более.

Филипп Дончев