С более чем 1000 датчиков или пикселей камера NIST может быть полезна в будущих космических телескопах, ищущих химические признаки жизни на других планетах, и в новых приборах, предназначенных для поиска неуловимой «темной материи», которая, как полагают, составляет большую часть "вещи" во вселенной.
Детекторы нанопроволоки также имеют самые низкие темновые скорости счета среди фотонных датчиков любого типа, то есть они не учитывают ложные сигналы, вызванные шумом, а не фотонами. Эта функция особенно полезна для поиска темной материи и космической астрономии. Но для этих приложений требуются камеры с большим количеством пикселей и большими физическими размерами, чем было доступно ранее, и им также необходимо обнаруживать свет в дальнем конце инфракрасного диапазона с более длинными длинами волн, чем в настоящее время практично.
Камера NIST имеет небольшие физические размеры, квадрат размером 1,6 мм по бокам, но имеет 1024 датчика (32 столбца на 32 строки) для создания изображений с высоким разрешением. Основная задача состояла в том, чтобы найти способ сопоставления и получения результатов от такого количества детекторов без перегрева.
«Идея состоит в том, чтобы взглянуть на спектры поглощения света, проходящего через край атмосферы экзопланеты, когда она проходит перед своей родительской звездой», - объяснила Верма. «Подписи поглощения говорят вам об элементах в атмосфере, особенно о тех, которые могут привести к возникновению жизни, таких как вода, кислород и углекислый газ. Подписи для этих элементов находятся в среднем и дальнем инфракрасном спектре, и большие.
Verma и коллеги достигли высокого успеха в изготовлении, при этом 99,5% датчиков работают должным образом. Но эффективность детектора на желаемой длине волны низкая. Повышение эффективности является следующей задачей. Исследователи также надеются сделать еще большие камеры, возможно, с миллионами датчиков.
Исследователи во всем мире не смогли найти так называемые слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMP) и рассматривают возможность поиска темной материи с меньшей энергией и массой. Сверхпроводящие детекторы на основе нанопроводов предлагают многообещающие результаты для подсчета выбросов редкой низкоэнергетической темной материи и для выделения реальных сигналов от фонового шума.
Детекторы изготовлены на кремниевых пластинах, нарезанных кубиками. Нанопроволоки, изготовленные из сплава вольфрама и кремния, имеют длину около 3,5 мм, ширину 180 нм и толщину 3 нм. Проводка выполнена из сверхпроводящего ниобия.