Тепловизор обычно работает как термометр с матрицей: он измеряет, насколько нагрелся каждый пиксель, и превращает это в картинку. Но у такого способа есть предел — собственный шум прибора мешает увидеть слабое тепло. Авторы новой работы поступили иначе: их детектор не меряет температуру напрямую, а считает редкие случайные события, вызванные теплом. Чем теплее объект, тем чаще происходят эти события — как капли дождя, которые барабанят по крыше чаще в сильный ливень.
Прибор ловит инфракрасный свет в широком диапазоне — от 3 до 14 микрометров. Это как если бы одна камера видела и тепло человеческого тела, и жар от костра. Обычно для таких задач нужны два разных детектора, но здесь обходятся одним. Чувствительность прибора — около 80–100 милликельвинов, то есть он замечает перепад температуры меньше десятой доли градуса. Для сравнения: кожа человека теплеет на несколько десятых градуса, когда вы прикладываете ладонь к прохладной стене.
Такой подход может пригодиться в камерах ночного видения, системах безопасности и медицинской диагностике — везде, где важно видеть тепло без громоздкого охлаждения.
Инфракрасный диапазон от 3 до 14 микрометров называют «атмосферным окном» — именно в нём тепловое излучение почти не поглощается воздухом, поэтому тепловизоры видят далеко.