...

Новый подход к анализу может помочь повысить чувствительность больших телескопов

[ad_1]

Новый подход к анализу может помочь повысить чувствительность больших телескопов

Исследователи разработали способ использования радиоголографии для характеристики полностью интегрированного криогенного телескопа до его развертывания. Чтобы поместить оптику телескопа в тестер, трубка оптики входит в криостат снизу, где она фиксируется на месте. Затем весь криостат переворачивают так, чтобы окно было направлено вверх. Авторы и права: Грейс Чесмор, Чикагский университет.

Некоторые из самых больших и сложных когда-либо созданных телескопов строятся в обсерватории Саймонса на севере Чили. Они предназначены для измерения космического микроволнового фона — электромагнитного излучения, оставшегося после образования Вселенной, — с беспрецедентной чувствительностью. В новом исследовании исследователи подробно описывают метод анализа, который может улучшить эти телескопы, оценивая их производительность перед установкой.


«Мы разработали способ использования радиоголографии для характеристики полностью интегрированного криогенного телескопа до его развертывания», — сказала член исследовательской группы Грейс Чесмор из Чикагского университета. «В лаборатории намного проще выявлять проблемы до того, как они станут проблематичными, и манипулировать компонентами внутри телескопа для оптимизации производительности».

Хотя обычно приходится ждать после установки, чтобы охарактеризовать оптические характеристики телескопа, трудно вносить коррективы, когда все на месте. Однако полный анализ, как правило, не может быть выполнен до установки, поскольку лабораторные методы предназначены для анализа при комнатной температуре, в то время как компоненты телескопа хранятся при криогенных температурах для повышения чувствительности.

В журнале Прикладная оптика, исследователи во главе с Джеффом МакМахоном из Чикагского университета описывают, как они применили свой новый подход к измерению оптики приемника телескопа с большой апертурой обсерватории Саймонса, которая включает в себя линзы, фильтры, перегородки и другие компоненты. Это первый раз, когда такие параметры были подтверждены в лаборатории перед развертыванием нового приемника.

В Чикагском университете источник микроволн сканирует отверстие телескопа, а детекторы измеряют отклик в задней части телескопа. Авторы и права: Грейс Чесмор, Чикагский университет.

«Обсерватория Саймонса создаст беспрецедентные карты послесвечения Большого взрыва, обеспечивая понимание первых моментов и внутренней работы нашей Вселенной», — сказал Чесмор, первый автор статьи. «Обсерватория поможет сделать эти сверхчувствительные карты космического микроволнового фона возможными».

Оглядываясь назад во времени

По словам Чесмора, карты космического микроволнового фона, которые будут подготовлены обсерваторией Саймонса, откроют окно в нашу Вселенную в столь ранний период ее истории, когда можно будет обнаружить крошечные сигналы квантовой гравитации. Однако зондирование космоса с такой чувствительностью требует лучшего понимания того, как электромагнитное излучение проходит через оптическую систему телескопа, и устранения как можно большего рассеяния.

В новой работе исследователи использовали технику, известную как радиоголография ближнего поля, которую можно использовать для реконструкции того, как электромагнитное излучение проходит через такую ​​систему, как телескоп. Чтобы сделать это при криогенных температурах, они установили детектор, который может отображать очень яркий когерентный источник, работая при чрезвычайно низкой температуре 4 Кельвина. Это позволило им создать карты с очень высоким отношением сигнал/шум, которые они использовали, чтобы убедиться, что оптика приемника телескопа с большой апертурой работает должным образом.

Новый подход к анализу может помочь повысить чувствительность больших телескопов

Члены исследовательской группы Грейс Чесмор (слева) и Кэти Харрингтон (справа) открывают переднюю часть тестера, используемого для анализа оптики приемника телескопа с большой апертурой обсерватории Саймонса. Авторы и права: Грейс Чесмор, Чикагский университет.

«Все объекты, включая линзы, сжимаются и изменяют свои оптические свойства при охлаждении», — объяснил Чесмор. «Работа с голографическим детектором при температуре 4 Кельвина позволила нам измерить оптику в той форме, в какой она будет при наблюдении в Чили».

От лаборатории к космическим наблюдениям

После того, как эти измерения были завершены, исследователи разработали программное обеспечение, чтобы предсказать, как телескоп будет работать с фотонами, поступающими из космоса, а не с источником ближнего поля, используемым в лаборатории.

«Программное обеспечение использует карты ближнего поля, которые мы измерили, чтобы определить поведение микроволнового источника в дальнем поле», — сказал Чесмор. «Это возможно только с использованием радиоголографии, потому что она измеряет как амплитуду, так и фазу микроволн, и существует известная связь между свойствами в ближней и дальней зоне».

Используя свой новый подход, исследователи обнаружили, что оптика телескопа соответствует предсказаниям. Они также смогли определить и смягчить источник рассеяния до того, как телескоп был развернут.

Оптическая система телескопа с большой апертурой, которую они охарактеризовали, сейчас направляется в Чили для установки. Обсерватория Саймонса будет включать в себя телескоп с большой апертурой, а также три телескопа с малой апертурой, которые будут использоваться вместе для точных и подробных наблюдений космического микроволнового фона. Исследователи из Чикагского университета продолжат описывать компоненты телескопов обсерватории Саймонса и заявят, что они с нетерпением ждут возможности использовать эти телескопы для лучшего понимания нашей Вселенной.

Дополнительная информация:
Грейс Э. Чесмор и др., Обсерватория Саймонса: характеристика приемника телескопа с большой апертурой с помощью радиоголографии, Прикладная оптика (2022). DOI: 10.1364/AO.470138

Цитата: Новый подход к анализу может помочь повысить чувствительность больших телескопов (2 декабря 2022 г.), получено 2 декабря 2022 г. с https://phys.org/news/2022-12-analysis-approach-boost-sensitivity-large.html.

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.



[ad_2]

Source link

(Посещений всего:9 times, 1)

Вячеслав

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Next Post

OH-58 Kiowa: забытый вертолет армии США

Пт Дек 2 , 2022
[ad_1] Bell OH-58 Kiowa не так узнаваем, как другие вертолеты армии США. Люди узнают насекомоподобного AH-64 Apache с первого взгляда. У UH-60 Black Hawk есть собственная книга-блокбастер и фильм «Падение черного ястреба». CH-47 Chinook оснащен очень характерными двойными роторами. Kiowa, с другой стороны, выглядит как обычный вертолет, который вы можете […]

Вам может понравиться

Серафинит - АкселераторОптимизировано Серафинит - Акселератор
Включает высокую скорость сайта, чтобы быть привлекательным для людей и поисковых систем.