كاشفات متناهية الصغر تلتقط ضوء اللحظات الأولى سريع

الأصل: "Advances in the Fabrication of On-chip Superconducting Integral Field Units for CMB and Line-Intensity Astronomy"
arXiv:2603.16627 · 2026-03-17 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
رقائق مطيافية جديدة تميّز استقطاب الضوء القديم وتسرّع رسم خرائط السماء.

الضوء الذي يقطع نحونا ما يقرب من 14 مليار سنة هو كصورة قديمة تظهر تفاصيلها عند معالجتها بعناية. إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (وهو التوهج المتبقي من الانفجار العظيم) يحمل بصمة اللحظات الأولى للكون، لكن إشارته ضعيفة ومشوهة. لرؤية الأنماط الدقيقة للاستقطاب — أي اتجاه اهتزاز موجة الضوء — نحتاج إلى أجهزة فائقة الحساسية.

التلسكوبات التقليدية تقضي سنوات في مسح السماء بأكملها. أما المطيافيات فائقة التوصيل الجديدة بحجم طابع بريدي فتعمل في درجات حرارة أقل من تلك الموجودة في الفضاء الخارجي، وتلتقط الضوء دون ضوضاء زائدة. أضاف المهندسون على الرقاقة مسارات متقاطعة تفصل الإشارة حسب الاستقطاب، تمامًا كما يوجه مفتاح السكة الحديدية القطارات إلى مسارات مختلفة. كما سمحت طبقة عازلة — وهي مادة لا توصل التيار — بضبط كل كاشف على التردد المطلوب بدقة أكبر.

هذه الرقاقة بحجم الظفر تحل محل نظام بصري ضخم وتسرّع مسح السماء بعشرات المرات.

بعد إزالة التماسات القصيرة العشوائية في الخطوط، تمكن الفريق من تجميع مصفوفة من أربعة عشر بكسلًا مطيافيًا مستقلاً. هذا هو أول نموذج أولي عملي جاهز للتجارب الميدانية. إذا نجح الأمر، سيتمكن علماء الفلك من بناء خرائط سريعة لإشعاع الخلفية الكونية ومقارنتها بخرائط الخلفية تحت الحمراء — ضوء المجرات البعيدة. ستُظهر هذه المقارنة كيف نمت تجمعات المجرات وتغيرت خلال آخر 10 مليارات سنة، وستختبر ما إذا كان الكون قد تمدد بالفعل أسرع من الضوء في الأجزاء الأولى من الثانية.

الكاشفات فائقة التوصيل حساسة لدرجة أنها تستطيع رصد فوتون واحد — كما لو أننا نسمع سقوط حبة رمل من ارتفاع برج إيفل.

العلماء
Alan GuthAlexander FriedmannAndrei LindeGeorges LemaîtreJames PeeblesAdam Riess
المفاهيم
قياس الخلفية الميكروية الكونية حجب الخلفية الكونية الميكروية مطياف متكامل رقاقة دقيقة قمر بلانك إلكترونيات دقيقة طيف الاضطراب رقاقة السيليكون الفعل خريطة حرارية مطيافية مصغرة كوبيت فائق التوصيل تضخم متعدد الحقول رقاقة كربيد السيليكون شبه موصل كيوبتات شبه موصلة دارة ضوئية متكاملة تكامل الفوتونيات الكمومية ميري