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Un nuevo dispositivo nano-electrónico es un paso importante que ayudará a los astrónomos ver la luz invisible de la creación del cosmos. La región submilimétrica del espectro electromagnético contiene aproximadamente la mitad de la luminosidad total del Universo y 98% de todos los fotones emitidos desde el Big Bang.
El muy pequeño circuito desarrollado por físicos de la Universidad Rutgers, el JPL de NASA y la Universidad de New York, Buffalo, es cien veces menor que el grosor de un cabello humano y es sensible a longitudes de onda del lejano infrarrojo.
"En el universo en expansión, las estrellas más tempranas se alejan de nosotros a una velocidad cercana a la de la luz. Como resultado, su luz está corrida fuertemente al rojo cuando nos alcanza, apareciendo infrarroja", explica Michael Gershenson, profesor de física en Rutgers y uno de los autores de la investigación.
Como la atmósfera de la Tierra absorbe fuertemente la luz del lejano infrarrojo, los radiotelescopios en tierra no pueden detectar la muy débil luz emitida por estas estrellas. Por lo que los científicos están proponiendo una nueva generación de telescopios espaciales para recolectar esta luz. Pero para aprovechar esos observatorios, los detectores que capturen la luz deben ser mucho más sensibles que cualquiera que los que existen actualmente.
Los detectores de ondas infrarrojas y submilimétricas, conocidos como bolómetros, miden el calor generado cuando absorben fotones o unidades de luz. La actual tecnología está madura y alcanzó el límite de su rendimiento.
"El dispositivo que creamos, que podemos llamar nanobolómetro, es potencialmente 100 veces más sensible que los existentes. Es también más rápido de reaccionar a la luz", dice Gershenson.
El equipo de investigación está publicando una descripción del dispositivo experimental en la próxima edición de Nature Nanotechnology.
Hecho de titanio y niobio, el nuevo dispositivo es de 500 nanometros de largo y 100 de ancho, opera a temperaturas muy bajas (-253ºC/-459ºF).
Los fotones que chocan con el nanodetector calientan los electrones en la sección de titanio que está térmicamente aislada del ambiente por superconductores de niobio. Al detectar la cantidad infinitesimal de calor generado en el titanio, se puede medir la energía de la luz absorbida por el detector.
"La meta final es construir y probar un conjunto de fotodetectores de 100 x 100, que es una tarea de ingeniería muy difícil", agrega Gershenson. El científico espera que la tecnología sea útil para explorar el universo temprano con telescopios espaciales en una o dos décadas. "Eso hará nuestra nueva tecnología útil para examinar estrellas y cúmulos estelares en los límites más lejanos del universo".
Fuentes y links relacionadosScientific Blogging:
How To See 'Invisible Light' From The Birth Of The Universe
Ultrasensitive hot-electron nanobolometers for terahertz astrophysics
Jian Wei, David Olaya et al.
Nature Nanotechnology - Publicado online: 6 July 2008
DOI:10.1038/nnano.2008.173
Rutgers:
Nano-sized Electronic Circuit Promises Bright View of Early Universe
Sobre las imágenesEl profesor Michael Gershenson con equipo de laboratorio usado para fabricar el ultra sensible nanodetector de luz infrarroja.
Crédito:Carl Blesch, Rutgers University.
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