Depois de observar cuidadosamente os objetos escuros no céu noturno, você não quer desperdiçar nenhum sinal precioso no caminho da antena do telescópio para o detector. Mas, no caso da astronomia do infravermelho distante, transportar o sinal de forma eficiente não é tão fácil quanto parece. Na verdade, é até um esforço para medir a quantidade exata de sinal que se perde. Cientistas da SRON e TU Delft agora encontraram um novo, maneira mais fácil de determinar a perda de sinal. No processo, eles projetaram uma microtira portadora de sinal para o instrumento DESHIMA-2 que perde apenas 1 em 4, 900 fótons. Os resultados são publicados em Revisão Física Aplicada .

A atmosfera da Terra bloqueia a maior parte da radiação vinda do espaço, portanto, os astrônomos gostam de usar satélites para uma visão tranquila do universo. No entanto, isso tem um preço alto, porque os instrumentos espaciais precisam ser extremamente confiáveis ​​e os menores possíveis. A radiação infravermelha consiste em alguns dos poucos comprimentos de onda que nossa atmosfera permite a passagem. Então, se você estiver interessado em objetos que emitem infravermelho distante, como sistemas planetários ou galáxias distantes, longe de muito tempo atrás, você também pode construir um telescópio terrestre. Isso foi exatamente o que os cientistas pensaram quando projetaram o Experimento Atacama Submillimeter Telescope (ASTE) no Chile. Pesquisadores da SRON e TU Delft inventaram um instrumento infravermelho distante para ASTE, chamado DESHIMA, e agora está desenvolvendo seu sucessor DESHIMA-2 junto com colaboradores na Holanda e no Japão.

Porque as primeiras galáxias estão tão distantes e os sistemas planetários são tão escuros, temos que ter cuidado com a luz esparsa que coletamos com nossos telescópios, mesmo que carreguem pratos com muitos metros de largura. Portanto, a equipe de hardware DESHIMA, liderado por Jochem Baselmans (SRON / TU Delft), tenta reduzir a perda de sinal. O sinal de entrada salta para frente e para trás centenas de vezes antes de percorrer a distância necessária para o detector, amplificando a perda em cada salto. Então, se você reduzir a perda em cada salto, a perda total diminui drasticamente.

Para DESHIMA-2, a equipe pretende atingir uma perda de apenas 0,02% por salto. "Para estudar as primeiras galáxias com mais detalhes, precisamos de uma resolução espectral de 500, "diz Baselmans." Nesse caso, mesmo que você perca 0,2% por salto, você perdeu metade do sinal quando chega ao detector. Precisamos reduzir a perda para 1 em 5, 000, então 0,02% para preservar a maior parte da radiação coletada do espaço. "

Atualmente a equipe está quase lá, com uma chamada microfita que transporta o sinal com uma perda de apenas 1 em 4, 900. Talvez a parte mais difícil não tenha chegado a esse nível, mas sim medir com precisão se a microtira está realmente nesse nível. Sebastian Hähnle, quem liderou este esforço, descreve seu novo método de medição em Physical Review Applied, permitindo que cientistas de instrumentos em todo o mundo, pela primeira vez, realmente conheçam as capacidades da microfita em que estão trabalhando. No futuro, instrumentos só se tornarão mais complexos, tornando este novo método ainda mais necessário.

Para definir uma microtira, os cientistas querem saber a chamada perda interna. Mas quando você simplesmente subtrai o sinal de saída do sinal de entrada em um laboratório, você obtém uma combinação de perda interna e perda de acoplamento, que acontece quando o sinal salta. Portanto, você precisa distinguir entre eles. Agora, Hähnle encontrou um novo, maneira mais fácil de fazer isso. "Com outros métodos, você precisa saber o quão grande é o sinal calibrado de entrada, "ele diz." Isso requer experimentos caros e complexos. Meu método não precisa disso. "Ele criou um chip com quatro microtiras de comprimentos variados. Quanto mais longa a microtira, quanto menos o sinal precisa saltar para percorrer a distância necessária, então a perda de acoplamento torna-se menor enquanto a perda interna permanece a mesma. Agora, se você comparar a perda total de todas as quatro microtrips, você pode deduzir a perda interna de cada um deles.