Nanodetector voor onderzoek kosmische uithoeken

Een minuscule maar supergevoelige sensor helpt raadsels in de uithoeken van het heelal op te lossen. De kosmische straling met de zogenoemde terahertzfrequenties die de sensor detecteert, bevat voor sterrenkundigen belangrijke informatie over het ontstaan van sterrenstelsels en planeten.

‘Het principe van de detector is eigenlijk best eenvoudig’, vertelt Hajenius. ‘Maar dat vinden wij natuurkundigen altijd het mooist.’ De detector, ‘hot electron bolometer’ genaamd, is gebaseerd op het welbekende verschijnsel dat de elektrische weerstand toeneemt zodra iets opwarmt. ‘Mijn detector is alleen wel extreem gevoelig door het gebruik van een supergeleider en werkt voor straling die tot nu toe nog niet zo goed te detecteren viel.’

De detector werkt bij terahertzfrequenties waar astronomen, maar ook atmosfeerwetenschappers, erg in geïnteresseerd zijn. De kern van de detector is een klein stukje supergeleidend niobiumnitride dat aan beide uiteinden ingeklemd wordt door schone supergeleidende contacten die op een constante temperatuur van –268 °C (vijf graden boven het absolute nulpunt) gehouden worden.

De ‘maiden flight’ van Hajenius’ detector is vermoedelijk volgend jaar, niet in een satelliet om kosmische wolken te bestuderen, maar aan een ballon voor onderzoek aan de aardatmosfeer. Het instrument TELIS, waar SRON aan werkt, wordt uitgerust met de Delftse detector en zal boven Brazilië metingen gaan doen aan moleculen in de atmosfeer die van invloed zijn op de vorming van het gat in de ozonlaag.

Daarnaast werkt SRON aan de voorbereiding van toepassing van de detectoren in een nieuw door het Steward Observatory in Arizona op te zetten observatorium op de Zuidpool, HEAT (High Elevation Antarctic TeraHertz Telescope).


Wat kunnen we hierin nog vinden?

Bron: SRON