Un thermomètre thermique pour le Soleil express

Original: "Voltage-to-temperature calibration of the High Altitude THz Solar telescope acquisition system"
arXiv:2608.12137v1 · 2026-08-12 · CC BY 4.0 · 2 min
Un nouvel étalonnage du télescope solaire transforme la chaleur faible en millivolts précis.

En cuisine, quand la poêle chauffe, la main sent la chaleur avant même de toucher. Le télescope solaire capte une chaleur invisible similaire, mais provenant de l'étoile, pas de la cuisinière. L'instrument nommé HATS détecte le rayonnement térahertz, qui était auparavant peu étudié en raison de difficultés techniques. Son cœur est une cellule de Golay, une petite chambre remplie de gaz qui se dilate sous l'effet de la chaleur et déplace un miroir.

Pour extraire le signal faible du bruit, un disque rotatif à fentes est placé devant le récepteur, interrompant le faisceau 20 fois par seconde. Le signal devient un scintillement, puis est traité mathématiquement. Les auteurs ont comparé deux approches : l'ajustement d'une sinusoïde et la transformée de Fourier rapide avec six « fenêtres » différentes, des filtres qui lissent les bords du signal de différentes manières. La fenêtre de Hamming a donné les meilleurs résultats : l'erreur n'était que de 15,48, et le coefficient d'étalonnage de 10,32 millivolts par degré Kelvin.

Le rayonnement térahertz se situe entre la lumière infrarouge et les micro-ondes. Il traverse les vêtements, le papier et le plastique, mais est absorbé par l'eau – c'est pourquoi il est utilisé dans les scanners de sécurité et pour détecter l'humidité.

La précision de l'étalonnage n'est pas seulement importante pour le Soleil. Le même principe de modulation et de filtrage peut être utilisé dans les usines où il faut mesurer sans contact la température du métal en fusion, ou dans les instruments qui surveillent la vapeur d'eau dans l'atmosphère. En médecine, les rayons térahertz promettent un moyen sûr de regarder sous la peau sans rayons X. Ainsi, un petit thermomètre pour l'étoile aide à construire de grands instruments pour la Terre.

La cellule de Golay a été inventée en 1947 pour les caméras thermiques militaires et est encore utilisée dans les détecteurs térahertz en raison de sa simplicité et de sa sensibilité.

Dans la série « Star Trek », le tricordeur médical scanne le corps sans contact – les capteurs térahertz, comme celui étalonné ici, rapprochent ces dispositifs de la réalité.

Scientifiques
Wilhelm WienWilliam HerschelChristian DopplerD. B. McLaughlinDidier QuelozMichel Mayor
Notions
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