Después de observar cuidadosamente los objetos tenues en el cielo nocturno, no querrá desperdiciar ninguna señal preciosa en su camino desde la antena parabólica hasta el detector. Pero en el caso de la astronomía del infrarrojo lejano, no es tan fácil como parece transportar la señal de manera eficiente. De hecho, es incluso un esfuerzo por medir la cantidad exacta de señal que se pierde. Los científicos de SRON y TU Delft ahora han encontrado un nuevo, forma más fácil de determinar la pérdida de señal. En el proceso, diseñaron una microbanda portadora de señales para el instrumento DESHIMA-2 que pierde solo 1 de cada 4, 900 fotones. Los resultados se publican en Revisión física aplicada .

La atmósfera de la Tierra bloquea la mayor parte de la radiación procedente del espacio, por eso, a los astrónomos les gusta usar satélites para tener una vista tranquila del universo. Sin embargo, esto tiene un alto precio, porque los instrumentos espaciales deben ser extremadamente fiables y lo más pequeños posible. La radiación del infrarrojo lejano consiste en algunas de las pocas longitudes de onda por las que nuestra atmósfera deja pasar. Entonces, si está interesado en objetos que emiten infrarrojos lejanos, como sistemas planetarios o galaxias lejanas, lejos de hace mucho tiempo, también podría construir un telescopio terrestre. Esto fue exactamente lo que pensaron los científicos cuando diseñaron el Experimento del Telescopio Submilimétrico de Atacama (ASTE) en Chile. Investigadores de SRON y TU Delft han inventado un instrumento de infrarrojo lejano para ASTE, llamado DESHIMA, y ahora están desarrollando su sucesor DESHIMA-2 junto con colaboradores en Holanda y Japón.

Debido a que las primeras galaxias están tan lejos y los sistemas planetarios son tan tenues, tenemos que tener cuidado con la escasa luz que recogemos con nuestros telescopios, incluso si llevan platos de muchos metros de ancho. Entonces, el equipo de hardware de DESHIMA, dirigido por Jochem Baselmans (SRON / TU Delft), intenta reducir la pérdida de señal. La señal entrante rebota de un lado a otro cientos de veces antes de haber recorrido la distancia requerida hasta el detector. amplificando la pérdida en cada rebote. Entonces, si reduce la pérdida en cada rebote, la pérdida total se reduce drásticamente.

Para DESHIMA-2, el equipo apunta a alcanzar una pérdida de solo 0.02% por rebote. "Para estudiar las primeras galaxias con más detalle, necesitamos una resolución espectral de 500, "dice Baselmans." En ese caso, incluso si pierde un 0,2% por rebote, ha perdido la mitad de la señal cuando llega al detector. Necesitamos reducir la pérdida a 1 de cada 5, 000, por lo tanto, 0.02% para preservar la mayor parte de la radiación recolectada del espacio ".

Actualmente el equipo casi está ahí, con una microbanda que transporta la señal con una pérdida de solo 1 en 4, 900. Quizás la parte más difícil ni siquiera fue llegar a este nivel, sino más bien midiendo con precisión que la microbanda está realmente en ese nivel. Sebastian Hähnle, quien lideró este esfuerzo, describe su nuevo método de medición en Physical Review Applied, permitiendo a los científicos de instrumentos de todo el mundo conocer por primera vez las capacidades de la microbanda en la que están trabajando. En el futuro, los instrumentos solo se volverán más complejos, haciendo que este nuevo método sea aún más necesario.

Para definir una microbanda, los científicos quieren conocer la llamada pérdida interna. Pero cuando simplemente resta la señal saliente de la señal entrante en un laboratorio, obtienes una combinación de la pérdida interna y la pérdida de acoplamiento, que sucede cuando la señal rebota. Entonces necesitas distinguir entre ellos. Ahora, Hähnle ha encontrado un nuevo forma más fácil de hacer esto. "Con otros métodos, necesita saber qué tan grande es la señal calibrada entrante, ", dice." Eso requiere experimentos costosos y complejos. Mi método no necesita eso ". Creó un chip con cuatro microbandas de diferentes longitudes. Cuanto más larga sea la microbanda, cuanto menos necesite rebotar la señal para recorrer la distancia requerida, por lo que la pérdida de acoplamiento es menor mientras que la pérdida interna permanece igual. Ahora, si compara la pérdida total de las cuatro microbandas, se puede deducir la pérdida interna de cada uno de ellos.