Nueva cámara superconductora capaz de resolver fotones individuales

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Investigadores han construido una cámara superconductora de 400.000 pixeles, que es tan sensible que puede detectar fotones individuales.

Consta de una rejilla de cables superconductores sin resistencia hasta que un fotón choca contra uno o más cables.

Esto apaga la superconductividad en la red y envía una señal.

Combinando las ubicaciones e intensidades de las señales, la cámara genera una imagen.

Los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de EE. UU., dicen que la arquitectura es escalable, por lo que esta iteración actual allana el camino para cámaras superconductoras de formato aún mayor que podrían realizar detecciones en una amplia gama de superficies del espectro electromagnético.

Esto sería ideal para proyectos astronómicos como la obtención de imágenes de galaxias débiles o planetas extrasolares, así como para la investigación biomédica que utilice luz infrarroja cercana para observar el tejido humano.

Estos dispositivos han sido posibles durante décadas, pero con una fracción del número de pixeles.

Esta nueva versión cuenta con 400 veces más pixeles que cualquier otro dispositivo de su tipo.

Las versiones anteriores no han sido muy prácticas debido a la baja calidad de los resultados.

En el pasado, se descubrió que era difícil o imposible enfriar los componentes superconductores de la cámara (que serían cientos de miles de cables) conectándolos cada uno a un sistema de enfriamiento.

Según el NIST, los investigadores Adam McCaughan y Bakhrom Oripov y sus colaboradores en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y la Universidad de Colorado Boulder superaron ese obstáculo construyendo los cables para formar múltiples filas y columnas, como las de un tic-tac, donde cada punto de intersección es un pixel.

Luego combinaron las señales de muchos pixeles en unos pocos nanocables de lectura a temperatura ambiente.

Los detectores pueden discernir diferencias en el tiempo de llegada de señales de hasta 50 billonésimas de segundo.

También pueden detectar hasta 100.000 fotones por segundo que chocan contra la red.

McCaughan dijo que la tecnología de lectura se puede ampliar fácilmente para cámaras aún más grandes, y predijo que pronto podría estar disponible una cámara superconductora de fotón único con decenas o cientos de millones de pixeles.

Mientras tanto, el equipo planea mejorar la sensibilidad de su prototipo de cámara para que pueda capturar prácticamente todos los fotones entrantes.

Esto permitirá que la cámara aborde técnicas de imágenes cuánticas que podrían cambiar las reglas del juego en muchos campos, incluida la astronomía y las imágenes médicas.

Fuente: Universe Today