Исследователи Института физики микроструктур РАН (ИФМ РАН) и Нижегородского технического университета имени Р.Е. Алексеева (НГТУ) разработали новые высокочувствительные датчики для задач радиоастрономии и получили патент на устройство. Как пояснили разработчики, приборы предназначены для изучения ранних этапов эволюции Вселенной, регистрации нейтрино и поиска аксионов — гипотетических частиц, которые могут составлять основу тёмной материи.
Устройство представляет собой приёмник электромагнитного излучения. Когда излучение попадает на чувствительный элемент, температура электронов повышается, что меняет регистрируемый сигнал. Ключевая задача — минимизировать утечку тепла, так как вместе с ним теряется полезный сигнал. Этого удалось достичь добавлением тонкого слоя гафния, который работает как тепловой барьер, замедляя передачу энергии электронов в окружающую среду и снижая паразитные токи.
По словам ведущего научного сотрудника ИФМ РАН и НГТУ Андрея Панкратова, аксионы почти не взаимодействуют с веществом, но под действием сильного магнитного поля могут превращаться в фотоны, которые регистрирует прибор. Если учёные смогут управлять этим процессом, энергию конвертации тёмной материи в электромагнитное излучение можно будет преобразовывать в электрическую.
Разработка выполнена при поддержке Российского научного фонда. В перспективе технология может лечь в основу детекторов нового поколения для фундаментальной физики и астрофизики. Разработанные сенсоры также могут быть адаптированы для создания устройств, использующих принципы квантовой метрологии.
Читайте ещё материалы по теме:
- Невидимое станет явным: первую установку для поиска тёмной материи создадут в России
- В НИЯУ МИФИ начали исследования тёмной материи — ключевого компонента Вселенной
- Прототип гамма-телескопа МИФИ отличит тёмную материю от помех: пикосекундная защита обошла американский «Ферми»