|
Россия: мы услышим, как летят астероиды
|
|
|
|
Российский приемник дальнего ИК-диапазона оказался чувствительнее "хаббловского".
|
|
|
|
Ученые не любят слово "соревнование". Изучение, эксперимент, в крайнем случае - сравнительное исследование. Но как ни называй то, что происходило недавно в лаборатории университета Рочестера, той самой, где испытывают уши американского телескопа "Хаббл", ощущение осталось полное и безоговорочное - "наша взяла!". Потому что приемник дальнего ИК-диапазона, разработанный московскими физиками, оказался куда чувствительнее "хаббловского": где тот лишь подрагивал стрелочкой, нашего от перегрузки просто зашкаливало, так что пришлось ставить дополнительные фильтры
|
|
|
|
Вообще, работа, выполненная сотрудниками МГУ и их коллегами из научно-исследовательского центра "РАД" при поддержке РФФИ и Фонда содействия МП НТС, производит сильное впечатление и на специалистов, и просто на людей с неленивыми мозгами.
|
|
|
|
Начать с того, что тела с температурой 10 К для авторов этого проекта - вовсе не "охлажденные почти до абсолютного нуля", а "нагретые" - пусть всего до 10 К. И потому излучающие в области дальнего инфракрасного диапазона. Излучение это очень слабенькое, да и поймать его, особенно на фоне мощного теплового излучения Солнца и Земли, очень трудно. Но очень интересно - так можно узнать немало нового о том, что происходит в космосе. Например, обнаружить объекты или явления, иными методами неуловимые: от холодных астероидов до угасающих звезд. Ведь в области ультрафиолета, видимого и ближнего ИК-диапазона, то есть там, где излучают сравнительно теплые и горячие источники излучения, "белых пятен" почти не осталось, потому что методов и соответствующего оборудования достаточно много.
|
|
|
|
А вот чувствительных приемников, работающих в области электромагнитного излучения от 100 микрон до 1 мм (эту область еще называют терагерцевой), почти нет. Одни из самых лучших стоят на телескопе "Хаббл" - гордости американских астрофизиков. Этот размещенный на спутнике телескоп - подальше от Земли его отправляют как раз затем, чтобы тепловое излучение планеты не забивало эфир и чтобы избавиться от влияния земной атмосферы, - уже позволил сделать немало открытий. Например, обнаружить "темную материю", которая, как оказалось, составляет до 90% массы Вселенной.
|
|
|
|
Но их было бы куда больше, если бы чувствительность приемников его спектральных измерительных систем была повыше. Однако возможности традиционных приемников практически исчерпаны. А новых до недавнего времени не было. Теперь они есть, и разработал их на физическом факультете МГУ коллектив авторов под руководством профессора Дмитрия Хохлова.
|
|
|
|
Разумеется, и материал приемника, его сердце, а одновременно уши, авторы создают не один год. Но первые измерения с помощью приемника нового типа были проведены совсем недавно. И прошли они весьма успешно.
|
|
|
|
Этот фотоприемник работает, по сути, так же, как и его собратья: квант света приводит к появлению в материале свободного электрона, который надо зарегистрировать. Но трудность в том, что электронов слабенький терагерцевый свет может выбить мало, буквально единицы, а зарегистрировать один-единственный электрон нелегко: обычно он быстро расстается со своей свободой, рассеивая избыточную энергию. Вот если бы выбитые электроны можно было накопить, тогда измерить создаваемый ими ток было бы значительно проще.
|
|
|
|
Чтобы решить эту проблему, физики придумали вот что. Во-первых, они разработали полупроводниковый материал, который позволяет сконцентрировать электроны. А во-вторых, придумали и сделали специальное устройство, с помощью которого можно этот накопленный заряд вовремя сбрасывать, чтобы иметь возможность повторять цикл накопления снова и снова и возобновлять информацию на приемнике излучения.
|
|
|
|
- Особенность разработанного нами полупроводникового материала в том, - рассказывает Дмитрий Хохлов, - что, когда выбитый светом электрон с атома примеси уходит, заряд атома меняется и соседи из ближайшего окружения немного к нему подтягиваются - кристаллическая решетка слегка искажается. Поэтому электрону, чтобы, образно говоря, вернуться на место, приходится приложить дополнительное усилие. Иначе говоря, возникает энергетический барьер, на преодоление которого электрону требуются время и силы. Отсюда и появляется время задержки, в течение которого выбитые с примесей электроны в материале накапливаются. Их становится столь много, что создаваемый ими ток уже можно измерить. А значит - и зарегистрировать излучение на длинах волн 176 и 241 микрон. Из того диапазона, что особенно интересен астрофизикам.
|
|
|
|
Впрочем, и их коллегам из других, гораздо более "приземленных" областей науки оснащенный новым приемником спектрометр тоже очень нужен. Например, чтобы исследовать крупные органические молекулы. Ведь по спектру их колебаний в этой области можно получить бесценную информацию - и о структуре этих молекул, и об их количестве в объекте. А в мире, в котором стараниями человека чистых, с точки зрения экологов, веществ практически не осталось, это более чем необходимо.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аккумулятор Новостей, 09:50 28.04.2004
|
|
Источник: Известия-науки
|
