Китайская разработка: чип RAFAEL совершит прорыв в поиске тёмной материи и чёрных дыр

Исследовательская команда из китайского Университета Цинхуа представила революционный спектроскопический чип RAFAEL, который может изменить методы наблюдения человечества за Вселенной.

Прорывная разработка, опубликованная на этой неделе в журнале Nature, решает давнюю проблему компромисса между спектральным разрешением и пропускной способностью/эффективностью, позволяя осуществлять высокопроизводительную спектроскопию моментального снимка, которую при этом легко интегрировать.

Спектроскопия является фундаментальным инструментом для раскрытия физической структуры и химического состава вещества, лежащим в основе открытий в физике, химии, астрономии и науках о жизни.

Однако традиционные приборы долгое время сталкивались с inherent проблемой достижения одновременно сверхвысокого разрешения и высокой пропускной способности. Улучшение одного параметра обычно требует компромисса в другом, создавая казалось бы непреодолимый барьер.

RAFAEL, имеющий китайское название «Юйхэн», преодолевает это ограничение благодаря использованию интегрированной и reconfigurable литий-ниобатной фотоники. Это позволяет каждому пикселю в сенсоре захватывать полные спектральные данные со сверхвысоким оптическим пропусканием.

Чип обеспечивает спектроскопию моментального снимка с пространственным разрешением 10 мегапикселей и спектральной точностью 0,05 нанометров в диапазоне от видимого до ближнего инфракрасного излучения.

В ходе демонстрации на небе RAFAEL захватил спектры с такой точностью для до 5600 звёзд за одну экспозицию, что представляет собой более чем стократное улучшение эффективности наблюдений по сравнению с мировыми астрономическими спектрометрами класса.

Компактный, но мощный чип может открыть новые пути к пониманию самых загадочных явлений в космосе, одновременно способствуя исследованиям — от науки о материалах до астрофизики, — заявил Фан Лу, профессор Университета Цинхуа и автор-корреспондент статьи.

«Юйхэн» получил своё название от пятой звезды в созвездии Большой Медведицы, которую древние китайские астрономы использовали для калибровки небесных движений, что олицетворяет точность и баланс.

Опираясь на это наследие, чип нацелен на установление нового стабильного эталона для астрономических наблюдений человечества за светом и Вселенной, добавил Фан.

Новый чип открывает возможности для изучения таких фундаментальных загадок Вселенной, как тёмная материя и чёрные дыры, предоставляя инструменты с беспрецедентной точностью и эффективностью для анализа космических явлений.