Исследователи из Национального института стандартов и технологий США (NIST) создали одну из самых высокопроизводительных камер, микросхема которой состоит из 1024 датчиков, «считающих» отдельные фотоны. Камеру можно будет установить на будущих космических телескопах, которые ищут химические признаки жизни на других планетах, а также на новых приборах для поиска «темной материи», сообщает пресс-служба NIST. Устройство подробно описано в статье, опубликованной в журнале в Optics Express.

Основной элемент камеры NIST – массив элементов, как матрица у фотоаппарата. Это небольшая квадратная пластина со сторонами длиной 1,6 миллиметров, на котором расположены 1024 датчика (пикселя): 32 столбца в 32 строки. Датчики сделаны из сверхпроводящих нанопроводов длиной 3,5 миллиметра, шириной 180 нанометров и толщиной три нанометра. Нанопровода, изготовленные из сплава вольфрама и кремния, могут обнаруживать одиночные фотоны. Они являются одними из лучших «счетчиков» частиц света с точки зрения скорости, эффективности и диапазона цветовой чувствительности.

Одно из преимуществ камеры состоит в том, что ее детекторы не учитывают ложные сигналы, вызванные шумом, а не фотонами. Эта функция особенно полезна для поиска темной материи и в целом для космической астрономии.

«Моя основная мотивация для создания камеры – это проект космического телескопа НАСА Origins, который рассматривает возможность использования подобных массивов для анализа химического состава планет, вращающихся вокруг звезд за пределами нашей Солнечной системы», – сказал инженер-электронщик NIST Варун Верма (Varun Verma). Он отметил, что каждый химический элемент в атмосфере планеты будет поглощать уникальный набор цветов.