高灵敏度相机将寻找外星生命和暗物质。免费技术图书馆新闻

高灵敏度相机将寻找外星生命和暗物质

21.11.2019

美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的研究人员创造了迄今为止灵敏度最高的相机，其像素是可以捕捉单光子光的传感器。这台相机的传感器上有超过一千个像素，旨在安装在下一代太空望远镜上，在那里它将用于寻找其他行星上的生命化学迹象，寻找难以捉摸的暗物质，这宇宙的大部分物质。

新星的每个像素都是钨硅纳米线，长 3.5 毫米，宽 180 纳米，厚 3 纳米。这些纳米线被放置在硅基板上，并通过由超导铌制成的导线连接连接到“外部世界”。相机的这种像素排列提供了当今可用的最佳速度、效率和色彩范围。 NIST 专家过去已经使用这种传感器来研究量子纠缠现象，阿尔伯特·爱因斯坦将其称为“远距离幽灵作用”。

此外，新型光敏传感器的固有噪声水平非常低，消除了误报和数据失真的可能性。这一特性对于暗物质搜索和空间天文学来说非常重要，因为它们需要捕获能量最低的单个光子，即位于红外范围最远端的光子。

NIST 相机体积小，其晶体为边长为 1,6 毫米的正方形，其上以 1024 x 32 像素的矩阵形式放置了 32 个传感器。在如此密集的像素排列下，NIST 的研究人员首先遇到了相机晶体过热的问题，但后来通过扩展信息读取电路的电导体，成功解决了这个问题。

现在研究人员已经实现了99,5%的全功能传感器是在生产工艺线的输出端获得的。科学家打算采取的下一步措施是提高像素传感器的效率，以提高其在边界范围内的灵敏度。只有在那之后，研究人员才计划开始制造大型相机，其中的像素数量将达到数百万。

新相机的参数是在美国宇航局喷气推进实验室 (JPL) 和加州理工学院测量的。毕竟，只有这种测量所需的所有电子设备，现在用于开发和实施深空光通信系统。

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