Espectrómetro en un chip: capturando la luz de galaxias lejanas exprés
El receptor no capta ondas de radio, sino luz submilimétrica: lo que emiten las nubes frías de gas y polvo en galaxias lejanas. En su interior hay una rejilla de diminutos resonadores, cada uno sintonizado a su propia frecuencia, como las cuerdas de un piano a las notas. Este tipo de dispositivo se llama espectrómetro de campo integral: captura un mapa completo del cielo a la vez, descomponiendo la luz en colores. El problema era que estas rejillas perdían gran parte de la luz, como si en un piano la mitad de las cuerdas sonara en el vacío.
Los autores del trabajo construyeron un banco de filtros con filtros direccionales. Esto significa que cada resonador no solo absorbe su frecuencia, sino que la dirige directamente al detector, como un embudo que recoge el agua en una botella. Para medir la eficiencia, utilizaron una carga térmica criogénica y una fuente de radiación terahercio continua, teniendo en cuenta cuidadosamente todas las pérdidas en el esquema óptico. Obtuvieron un promedio del 75% de la luz que llega a los detectores en el rango de 125 a 220 GHz. En comparación, las versiones anteriores de estos dispositivos a menudo perdían más de la mitad.
Ahora que está claro que los filtros direccionales funcionan, se pueden construir grandes matrices de estos resonadores. Se convertirán en el corazón de los módulos de campo integral para telescopios submilimétricos. Estos dispositivos permitirán crear mapas detallados de las nubes moleculares donde nacen las estrellas y estudiar la química del universo temprano. El piano por fin sonará con toda su fuerza.
El rango submilimétrico es luz con una longitud de onda menor a un milímetro, pero mayor que la infrarroja. El ojo humano no la ve, pero los detectores superconductores, enfriados a temperaturas más bajas que las del espacio exterior, la perciben perfectamente.
En la novela 'Contacto' de Carl Sagan, los protagonistas captan una señal del espacio en frecuencias cercanas a las submilimétricas. Espectrómetros eficientes en chips podrían hacer estas búsquedas más reales.