Un globo terráqueo está sobre la mesa y una regla descansa a su lado: uno es curvo, la otra es recta. Los telescopios de rayos X han vivido con esta discrepancia durante años. Sus espejos concentran la luz sobre una superficie curva, como el globo, mientras que los detectores que capturan esa luz eran planos, como la regla. Los ingenieros cubrían la superficie curva con un mosaico de muchos sensores planos pequeños, tolerando los huecos entre ellos y la compleja estructura resultante.
Ahora han logrado curvar la regla. En el Instituto Tecnológico de Massachusetts tomaron un detector CCD de silicio de iluminación trasera (un chip fotosensible que se ilumina por la parte posterior) y le dieron cuidadosamente forma de esfera con un radio de 2,5 metros. Para ello, colocaron la matriz sobre una almohadilla de teflón poroso, la presionaron con vacío contra una herramienta de vidrio convexo y luego la pegaron a una herramienta de silicio cóncava. La resina epoxi tardó varios días en curar.
El detector curvado se probó con rayos X a una temperatura de aproximadamente -90 grados Celsius. El ruido de lectura, la corriente de oscuridad (señal parásita sin iluminación) y la resolución espectral (la capacidad de distinguir energías de fotones cercanas) resultaron iguales a las de una muestra plana de control. La energía de activación de la corriente de oscuridad fue de unos 0,6 electronvoltios, como corresponde al silicio. La resolución espectral en la línea del carbono (0,27 keV) fue de 68 eV, en la del oxígeno (0,53 keV) de 89 eV y en la del manganeso (5,9 keV) de 179 eV. Para fines científicos, esto es suficiente.
Antes no estaba claro si era posible curvar un detector de silicio funcional para rayos X sin degradar sus prestaciones. Ahora se ha demostrado que sí: las matrices CCD curvadas conservan el ruido, la corriente de oscuridad y la resolución espectral al nivel de las planas, y la desviación de la superficie no supera la micra. Esto se logró mediante un procedimiento de curvado por vacío de una membrana delgada de silicio y su posterior fijación a una herramienta.
Un detector así se ajusta por completo a la superficie focal de los espejos de incidencia rasante (espejos que reflejan los rayos X con un ángulo pequeño), sin mosaicos ni huecos. Para futuros telescopios de rayos X, como Lynx, esto significa una resolución angular de fracciones de segundo de arco en todo el amplio campo de visión. La regla curvada por fin se ha adaptado al globo, y la imagen se ha vuelto continua.
Los detectores curvados ya se utilizan en el telescopio terrestre de seguimiento de basura espacial SST, donde tienen un radio de curvatura de 5,44 m y operan en el rango visible.
En la novela de Arthur C. Clarke 'Cita con Rama' se describen enormes espejos curvos que enfocan la luz sobre detectores que imitan su forma; una idea similar ahora se hace realidad para telescopios de rayos X.