Создан эталон терагерцовых волн для орбитальных телескопов будущего
Российские ученые разработали генератор терагерцового излучения на базе сверхпроводников, который станет основой для сверхчувствительных приемников сигналов для космических и наземных телескопов, планируемых к постройке в ближайшие десятилетия. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на Центр научной коммуникации МФТИ.
"Подобные генераторы необходимы для таких проектов, как "Миллиметрон" — российской космической обсерватории будущего, которая будет исследовать структуру Вселенной с беспрецедентной точностью. Также они востребованы в наземных массивах телескопов, подобных ALMA и Event Horizon Telescope, который прославился первым в истории снимком "тени" черной дыры", — говорится в сообщении.
Как объясняют физики, современные детекторы усиливают приходящие на Землю волны из космоса, смешивая их с более мощным эталонным сигналом, который вырабатывается специальным генератором-гетеродином. Это позволяет перенести информацию на более низкую, доступную для электроники частоту, однако при этом качество работы всей системы начинает напрямую зависеть от стабильности и качества работы гетеродина.
Группа российских исследователей из Института радиотехники и электроники РАН и МФТИ сделала большой шаг к улучшению качества работы этого ключевого компонента телескопов и детекторов различных форм излучения, экспериментируя с так называемыми "переходами Джозефсона". Они представляют собой цепочки из сверхпроводников, в которые вставлены прослойки из диэлектрических материалов, благодаря чему они могут усиливать проходящие через них электромагнитные сигналы в определенных диапазонах длин волн.
Исследователи обнаружили, что объединение большого числа подобных переходов, порядка нескольких сотен этих сверхпроводниковых структур, позволяет "синхронизировать" вырабатываемое ими излучение и использовать его для усиления космических сигналов. Небольшие размеры этого генератора позволили разместить его на одном чипе вместе с другими компонентами приемника терагерцовых сигналов, что существенно снизило потери сигнала при передаче.
"Мы продемонстрировали, что во многом благодаря предложенной топологии такая система может перестраиваться в широком диапазоне частот - от 100 до 700 гигагерц, что перекрывает несколько окон прозрачности атмосферы для астрономических наблюдений. Наш генератор жестко привязывается к эталонному источнику, обеспечивая спектральную чистоту сигнала с эффективностью выше 90%", — подытожил ассистент кафедры общей физики МФТИ (Долгопрудный) Федор Хан/
