Инновационный прибор на базе матрицы переходных датчиков (TES)
24 июня, 17:00
Международная команда исследователей представила спектрометр, созданный на основе матрицы переходных крайовых датчиков (TES). Установленный на европейском синхротронном комплексе, этот прибор стал первым в своём роде в регионе. Он анализирует излучение гораздо эффективнее традиционных аналогов, что значительно упрощает изучение наноструктур. Время сбора данных сократилось с часов до минут, открывая перед учёными новые горизонты.
Разработка стала плодом сотрудничества немецких институтов HZB, MPI-CEC и американского NIST. В Европе это единственная подобная установка на синхротронных комплексах. Новая система превосходит классические методы рентгеновской эмиссионной спектроскопии (XES) и резонансного неупругого рассеяния (RIXS) в 100–1000 раз по эффективности анализа излучения. Ранее такие измерения требовали регистрации огромного числа фотонов и занимали часы, теперь же длятся считанные минуты.
Технические особенности спектрометра TES
Сердце прибора — 248 микродатчиков, охлаждаемых до температуры около 25 милликельвинов (почти абсолютный ноль, -273,125 °C). Для этого используется холодильник на основе растворения изотопов гелия, аналогичный применяемым в квантовых компьютерах. Когда фотон от образца попадает на датчик, происходит мгновенный микроскопический нагрев, нарушающий сверхпроводимость и меняющий электрическое сопротивление — это фиксируется высокоточной схемой SQUID.
Спектрометр объединён со сверхвысоковакуумной камерой, обеспечивающей точный контроль температуры образцов от 10 Кельвинов до комнатной. Система установлена на линии синхротронного излучения с полным управлением поляризацией. Изначально технологию TES разрабатывали для астрофизики, и до сих пор в мире работало лишь пять таких спектрометров — в США и Японии. Европейское научное сообщество уже начало приём заявок на исследования, что говорит о высоком интересе к новинке.
Создание этого спектрометра открывает новые возможности в материаловедении и физике. Его потенциал способен упростить изучение сложных наноструктур, что может привести к прорывам в самых разных областях — от медицины до IT. Учитывая успех международной кооперации, подобные технологии могут появиться и в других регионах, что ещё больше повысит эффективность современной науки. Для российских учёных это особенно важно, так как ускоряет доступ к передовым методам анализа.
В то время как новый спектрометр на основе матрицы переходных датчиков (TES) значительно ускоряет анализ излучения, в области обороны также наблюдаются прорывы в технологии. Недавно представленные решения в области сверхскоростной спектроскопии обещают улучшить систему ПРО США, что может кардинально изменить подход к защите от ракетных угроз. Узнайте больше о том, как эти инновации могут повлиять на безопасность, в нашей новой статье о развитии спектроскопии.