Крошечные детекторы ловят свет первых мгновений экспресс
Свет, путешествующий к нам почти 14 миллиардов лет, — как старая фотография, на которой проступают детали при бережной обработке. Реликтовое излучение (послесвечение Большого взрыва) хранит отпечаток первых мгновений Вселенной, но его сигнал слаб и искажён. Чтобы разглядеть тонкие узоры поляризации — направления колебаний световой волны, — нужны сверхчувствительные приборы.
Обычные телескопы тратят годы на сканирование всего неба. Новые сверхпроводящие спектрометры размером с почтовую марку работают при температурах ниже, чем в открытом космосе, и ловят свет без лишнего шума. Инженеры добавили на чип перекрёстные дорожки, которые разделяют сигнал по поляризации, как железнодорожная стрелка направляет поезда по разным путям. Слой диэлектрика — материала, не проводящего ток — позволил точнее настраивать каждый детектор на нужную частоту.
После удаления случайных замыканий в линиях удалось собрать матрицу из четырнадцати независимых пикселей-спектрометров. Это первый рабочий прототип, готовый к полевым испытаниям. Если всё получится, астрономы смогут быстро строить карты реликтового излучения и сравнивать их с картами инфракрасного фона — света далёких галактик. Такое сравнение покажет, как скопления галактик росли и менялись последние 10 миллиардов лет, и проверит, действительно ли Вселенная раздувалась быстрее света в первые доли секунды.
Сверхпроводящие детекторы настолько чувствительны, что могут заметить одиночный фотон — как если бы услышали падение песчинки с высоты Эйфелевой башни.