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Cámara de alta sensibilidad buscará vida extraterrestre y materia oscura

21.11.2019

Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. (NIST) han creado la cámara más sensible hasta la fecha, cuyos píxeles son sensores que pueden capturar fotones individuales de luz. Esta cámara tiene más de mil píxeles en su sensor y está diseñada para ser instalada en telescopios espaciales de última generación, donde se utilizará para buscar señales químicas de vida en otros planetas, busca la escurridiza materia oscura, que explica la mayor parte de toda la materia del Universo.

Cada píxel de la nova es un nanocable de tungsteno-silicio, de 3.5 milímetros de largo, 180 nanómetros de ancho y 3 nanómetros de espesor. Estos nanocables se colocan sobre un sustrato de silicio y se conectan al "mundo exterior" mediante conexiones de cables hechas de niobio superconductor. Esta disposición de píxeles de la cámara proporciona la mejor velocidad, eficiencia y gama de colores disponibles en la actualidad. Dichos sensores ya han sido utilizados por especialistas del NIST en el pasado para estudiar el fenómeno del entrelazamiento cuántico, que Albert Einstein denominó "acción fantasma a distancia".

Además, un nuevo tipo de sensores fotosensibles tiene un nivel muy bajo de ruido intrínseco, lo que elimina la posibilidad de falsos positivos y distorsión de datos. Esta característica es extremadamente importante para la búsqueda de materia oscura y la astronomía espacial, donde es necesario capturar fotones individuales con la energía más baja, fotones ubicados en el extremo más lejano del rango infrarrojo.

La cámara del NIST es de pequeño tamaño, su cristal es un cuadrado de 1,6 milímetros de lado, sobre el que se colocan 1024 sensores en forma de matriz de 32 por 32 píxeles. Con una disposición de píxeles tan densa, los investigadores del NIST primero encontraron el problema del sobrecalentamiento del cristal de la cámara, pero luego, al expandir los conductores eléctricos de los circuitos de lectura de información, este problema se resolvió con éxito.

Ahora los investigadores ya han conseguido que el 99,5% de los sensores completamente funcionales se obtengan a la salida de la línea tecnológica de producción. Los próximos pasos que los científicos pretenden tomar serán aumentar la eficiencia de los sensores de píxeles para aumentar su sensibilidad en los rangos límite. Y solo después de eso, los investigadores planean comenzar a crear versiones grandes de cámaras, la cantidad de píxeles en los que será de millones.

Los parámetros de la nueva cámara se midieron en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA y en el Instituto de Tecnología de California. Después de todo, solo existe toda la electrónica necesaria para tales mediciones, que ahora se usa para desarrollar e implementar sistemas de comunicación óptica en el espacio profundo.

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