Зачем ученые ищут воду во Вселенной
Привет, друзья! Российские ученые разработали (https://iz.ru/1868521/andrei-korsunov/vnezemnoe-pritazenie-kosmiceskaa-observatoria-zaimetsa-poiskom-zizni-vo-vselennoi) детекторы для космической обсерватории "Миллиметрон" ("Спектр-М"). С их помощью будут изучать воду во Вселенной.
Как считают исследователи, скопления воды могут указать на возможность возникновения жизни в тех или иных областях космоса.
— Проект «Миллиметрон» — обсерватория нового поколения. Она станет самым большим в мире космическим телескопом за пределами Земли. Комплекс будет изучать пространство в миллиметровом и инфракрасном диапазонах длин волн.
Большинство научных задач будет направлено на исследование эволюции Вселенной, образование звезд и планет, — объяснил заместитель руководителя заместитель руководителя АКЦ ФИАН Алексей Рудницкий
Особый фокус «Миллиметрона», подчеркнули ученые, будет направлен на изучение образования, миграции и трансформации воды во Вселенной.
— Вода — это ключ к пониманию многих процессов в космосе. Изучение частиц воды поможет понять, как они распространяется между различными объектами и как попали на Землю, — объяснила один из разработчиков детекторов, замзаведующего Лабораторией терагерцовой спектроскопии МФТИ Елена Жукова.
В частности, рассказала она, вода в виде частиц льда или пара может конденсироваться в облаках газа и пыли, в которых формируются звезды, или в протопланетных дисках. Также ее можно найти в составе астероидов, комет и в атмосфере планет. Поскольку земные формы жизни основаны на воде, отслеживая ее концентрации во Вселенной, можно предположить, где имеет смысл искать живых существ.
Как объяснили ученые, воду в космосе будут исследовать с помощью спектрометра высокого разрешения. Это один из главных научных комплексов на борту «Миллиметрон».
— Для регистрации сигналов до 1,3 ТГц мы применили детекторы, которые представляют собой «слойку» из сверхпроводников и изолятора между ними.
Электроны в них проходят через изолирующий барьер благодаря квантовому туннельному эффекту (при котором микрообъекты проявляют сразу свойства частиц и волн. — «Известия»), — сообщил заведующий лабораторией терагерцевых приборов и технологий АКЦ ФИАН Андрей Худченко.
По его словам, эта структура настолько чувствительна, что каждый фотон, который приходит даже от слабых космических источников, вызывает ток отдельных электронов. При этом не возникает паразитных эффектов, и собственные шумы детектора сведены до минимума. До так называемого практически до квантового предела точности измерений.
Как уточнил исследователь, толщина слоев сверхпроводников в детекторе составляет несколько микрон, а изолятора — всего один микрон.
Чтобы с рекордной чувствительностью поймать сигнал с неба, нужно, чтобы он весь был сфокусирован на этот микронного размера переход.
Далее, по словам ученых, в диапазоне свыше 1,3 ТГц используют другое устройство. Оно работает за счет разогрева в пленке сверхпроводника толщиной 3,5 – 4 нанометра.
— Эта пленка из нитрида ниобия. Она настолько тонкая — почти двумерная, — что нагревается от малейшего сигнала. Другими словами, когда на нее попадает даже слабый импульс из космоса, она поглощает его энергию.
Это приводит к изменению сопротивления материала пленки, которое можно зарегистрировать. У таких детекторов также предельно низкий уровень шума, — рассказал старший научный сотрудник Лаборатории терагерцовых приборов и технологий АКЦ ФИАН Иван Третьяков.
Зачем ученые ищут воду во Вселенной
