Investigadores de la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA han desarrollado un sistema de detección de luz ultrasensible que podría permitir a los astrónomos ver galaxias, estrellas y sistemas planetarios con soberbio detalle.

El sistema funciona a temperatura ambiente, una mejora con respecto a una tecnología similar que solo funciona en temperaturas cercanas a los 270 grados bajo cero Celsius. o menos 454 grados Fahrenheit. Un artículo que detalla el avance se publica hoy en Astronomía de la naturaleza .

El sistema de sensores detecta radiación en la banda de terahercios del espectro electromagnético, que incluye partes de las frecuencias de microondas e infrarrojo lejano.

El sistema produce imágenes con una claridad ultra alta, y puede detectar ondas de terahercios en un amplio rango espectral, una mejora de al menos 10 veces más que las tecnologías actuales que solo detectan tales ondas en un rango espectral estrecho. Su amplia gama de capacidades podría permitirle realizar observaciones que actualmente requieren varios instrumentos diferentes. Identifica qué elementos y moléculas, por ejemplo, agua, oxígeno, monóxido de carbono y otras moléculas orgánicas, están presentes en esas regiones del espacio al ver si sus firmas espectrales reveladoras individuales están presentes.

"Mirar en frecuencias de terahercios nos permite ver detalles que no podemos ver en otras partes del espectro, "dijo Mona Jarrahi, un profesor de UCLA de ingeniería eléctrica e informática que dirigió la investigación. "En astronomía, la ventaja del rango de terahercios es que, a diferencia de la luz infrarroja y visible, Las ondas de terahercios no se ven oscurecidas por el gas y el polvo interestelares que rodean estas estructuras astronómicas ".

La tecnología podría ser especialmente eficaz en observatorios espaciales, Jarrahi dijo:porque a diferencia de la Tierra, Las ondas de terahercios se pueden detectar sin interferencia de la atmósfera.

El sistema podría ayudar a los científicos a obtener nuevos conocimientos sobre la composición de los objetos y estructuras astronómicos y sobre la física de cómo se forman y mueren. También podría ayudar a responder preguntas sobre cómo interactúan con los gases, polvo y radiación que existe entre estrellas y galaxias, y podría revelar pistas sobre los orígenes cósmicos del agua o las moléculas orgánicas que podrían indicar si un planeta es hospitalario para la vida.

El sistema también podría usarse en la Tierra, para detectar gases nocivos con fines de seguridad o vigilancia ambiental.

La clave del nuevo sistema es cómo convierte las señales de terahercios entrantes, que no son fáciles de detectar y analizar con equipos científicos estándar, en ondas de radio fáciles de manejar.

Los sistemas existentes utilizan materiales superconductores para traducir señales de terahercios en ondas de radio. Pero para trabajar esos sistemas utilizan refrigerante líquido especializado para mantener esos materiales a temperaturas extremadamente bajas, acercándose al cero absoluto. El sobreenfriamiento del equipo es factible en la Tierra, pero cuando los sensores se toman en una nave espacial, su vida útil está limitada por la cantidad de refrigerante a bordo. También, porque el peso de las naves espaciales es tan importante, Puede ser problemático llevar los kilos de refrigerante que necesita el equipo.

Los investigadores de UCLA crearon una nueva tecnología para abordar el refrigerante y los problemas relacionados con el peso. Su dispositivo utiliza un haz de luz para interactuar con las señales de terahercios dentro de un material semiconductor con nanoestructuras metálicas. Luego, el sistema convierte la señal entrante de terahercios en ondas de radio, que son leídos por el sistema y pueden ser interpretados por astrofísicos.