Учёные НИТУ МИСИС разработали и запатентовали сверхчувствительные сверхпроводящие детекторы для терагерцового диапазона. Эти устройства, работающие при температурах ниже 1 Кельвина, обладают низким уровнем термодинамического шума, что позволяет фиксировать самые слабые сигналы. Благодаря им можно создавать более точные карты небесных объектов, что ускоряет научные исследования. Приборы найдут применение не только в астрономии, но и в медицине, авиации, биологии и системах безопасности.

Терагерцовый диапазон, находящийся между радиоволнами и видимым светом, уникален своей способностью пропускать сигналы даже через непрозрачные вещества, такие как космическая пыль. Это открывает доступ к изучению звёзд, галактик и межзвёздных молекул, отмечают разработчики. По сравнению с оптическим и радиодиапазоном, в этом спектре меньше помех, а высокочастотные сигналы можно различать с большей точностью благодаря низкому тепловому шуму, согласно закону Планка.

Детекторы строятся на основе радиочастотных болометров и сверхпроводящих предусилителей, которые интегрированы в единую микросхему. Такая конструкция повышает чувствительность устройства и позволяет преобразовывать слабейшие сигналы в измеримые магнитные поля. В лаборатории криоэлектронных систем отметили, что матричная конфигурация детекторов увеличивает объём и скорость обработки данных. Это особенно важно для одновременных наблюдений на разных частотах или создания изображений наблюдаемых объектов.

Сергей Шитов, руководитель разработки, подчеркнул, что такие детекторы необходимы для радиоастрономии. Они позволяют проводить радионаблюдения с высоким угловым разрешением даже на компактных телескопах, что открывает новые возможности для изучения далёкой Вселенной. Устройства подходят для анализа химического состава экзопланет, включая молекулы воды и кислорода.

В рамках стратегического проекта НИТУ МИСИС «Квантовый интернет», финансируемого по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030», учёные также запатентовали дифференциальный детектор на основе двух болометров. Эта технология способна фиксировать малейшие градиенты излучения, что важно для изучения неоднородностей космического фона, связанных с последствиями Большого взрыва.

Ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова отметила, что созданные детекторы являются частью квантовых технологий, развиваемых университетом. Их инновационность и эффективность делают их востребованными в высокотехнологичных сферах, включая исследования космоса, медицинскую диагностику и авиационную безопасность.

Источник: ХайТек+