Hər kəs iki-bir sövdələşməni sevir – hətta kosmosla bağlı cavabsız sualları həll etmək istəyən fiziklər. İndi, Enerji Departamentinin SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriyasının alimləri belə iki nəticə əldə edirlər: əvvəlcə qaranlıq maddəni axtarmaq üçün hazırlanmış hissəcik detektorları indi kosmos əsaslı X Xətt Emissiya Xəritəçəkmə aparatının (Line Emission Mapper (LEM) göyərtəsinə daxil edilə bilər) 2030-cu illər üçün təklif olunan şüa zond missiyası.

LEM-in əsas məqsədlərindən biri qalaktikaların əmələ gəlməsini və kainatın tarixini daha yaxşı başa düşmək üçün qalaktikaların rentgen emissiyalarının xəritəsini misli görünməmiş dəqiqliklə çəkməkdir .

“Bu, kosmosda bir neçə həqiqətən yüksək ayırdetmə spektroskopiya sistemlərindən biri olardı” dedi SLAC-ın baş elmi işçisi Chris Kenney. “Texnoloji nöqteyi-nəzərdən rentgen spektroskopiyası SLAC üçün böyük maraq kəsb edir. Bizim texnologiyamızın atmosferdən yuxarıda istifadə edilməsi çox həyəcanvericidir.”

Qalaktik təkamülün izlənməsi

Qalaktikalar və qalaktika klasterləri kosmosdakı ən böyük obyektlərdir və onların təkamülünü başa düşmək fiziklərə kainatın tarixi haqqında daha aydın təsəvvür əldə etməyə kömək edəcək. Alimlərin qalaktikaların təkamül xəritəsini çəkə bilməsinin bir yolu, qalaktikalar və onların ətrafındakı ulduzlardan, fövqəlnovalardan və qara dəliklərdən gələn rentgen şüalarını ölçməkdir.

Həmin rentgen şüalarının istiqamətinin və intensivliyinin ölçülməsi onları yayan cisimlərin tərkibi haqqında məlumatları üzə çıxarır və öz növbəsində alimlərə həmin obyektlərin son on milyardlarla il ərzində nə ilə məşğul olduqları barədə ipucu verir.

Bunu yerinə yetirmək üçün ətraf mühitdən və ya qalaktikaları əhatə edən qaz halosundan və qalaktikalararası mühitdən və ya qalaktikalar arasındakı plazmadan gələn ən zəif rentgen emissiya xətlərini həll edə bilən kosmos əsaslı alətlər tələb olunur. Zond həmçinin Süd Yolunun qaz halosundan gələn rentgen şüalarını aşkar etməlidir, lakin bütün digər kosmik şüaları birtəhər süzməlidir .

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=780081655&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&fwrn=4&lmt=1711992060&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-03-method-dark-galaxy-evolution.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTIzLjAuNjMxMi44NiIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTIzLjAuNjMxMi44NiJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyMy4wLjYzMTIuODYiXV0sMF0.&dt=1711992060532&bpp=1&bdt=282&idt=337&shv=r20240327&mjsv=m202403250101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D5d346f5e5cc96c83%3AT%3D1711816817%3ART%3D1711991854%3AS%3DALNI_MZdbuKX3JkLTYIASzwYTqXQsnfO5g&gpic=UID%3D00000d8601a1b778%3AT%3D1711816817%3ART%3D1711991854%3AS%3DALNI_MaQelh7liNnsBkMosJkThXBNbKuJw&eo_id_str=ID%3D3c61c6284063652a%3AT%3D1711816817%3ART%3D1711991854%3AS%3DAA-AfjZTZ5YTcMfFebI4RXZlGycf&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7852615478016&frm=20&pv=1&ga_vid=1802142616.1711809852&ga_sid=1711992061&ga_hid=1193415847&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=900&u_w=1440&u_ah=860&u_aw=1440&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=347&ady=2141&biw=1423&bih=739&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C44798934%2C31082215%2C95320378%2C31081872%2C95321867%2C95328825%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=623780605580135&tmod=371568581&uas=0&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fweekly-news%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1440%2C0%2C1440%2C860%2C1440%2C739&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV80IiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=342

Qaranlıq maddə detektorları kömək edir

Xoşbəxtlikdən, LEM inkişaf komandası üçün, SLAC-dakı tədqiqatçılar artıq bu iş üçün mükəmməl alət yaratdılar: ilkin olaraq Kriogen Qaranlıq Maddə Axtarışının (CDMS) bir hissəsi kimi qaranlıq maddəni aşkar etmək üçün nəzərdə tutulmuş superkeçirici keçid kənarı sensorları (TES).

Bu nanofabrikasiya olunmuş nazik təbəqəli sensorlar super soyuq temperaturda işləyən dəqiq kalorimetrlərdir. “Biz qaranlıq maddə detektoru üçün istifadə etdiyimiz dizaynı götürdük ki, o, həqiqətən, həqiqətən yaxşı enerji ayırdetmə qabiliyyəti üçün optimallaşdırılıb. Lakin o, kifayət qədər kiçikdir, ona görə də rentgen fokus müstəvisi ilə eyni əhatə dairəsinə nail olmaq üçün onu daha böyük bir sahəyə yaydıq. “, – SLAC-ın işçi alimi Noah Kurinsky dedi.

Kurinsky və SLAC-dakı həmkarları , Astronomik Teleskoplar, Alətlər və Sistemlər Jurnalında dərc edilmiş son məqalədə təsvir etdikləri yeni təyinatlı TES-lər üçün mükəmməl dizaynı hazırlamaq üçün İllinoys ştatının Şimal-Qərb Universitetinin tədqiqatçıları ilə əməkdaşlıq etdilər .

SLAC-da kadr mühəndisi olan Matt Cherry on ildən artıqdır ki, SLAC-da bu sensorları istehsal edir, lakin TES-lərin istehsalına son iki illik fasilədən sonra onları yenidən qurmaq şansını alqışladı. “CDMS sayəsində biz bu sensorların qurulması üçün həqiqətən yaxşı işlənmiş, yaxşı qurulmuş texnologiyaya sahibik və bizdə artıq emal var” dedi. “Oh, bu gözəldir, mən bunu yenidən etmək istərdim” deyə düşündüm və bu, onlara lazım olan şey idi.”

LEM üçün Kurinskinin dizaynına əsaslanan sensor zondun rentgen detektorunun arxasında oturur və sonra rentgen məlumatlarından çıxarıla bilən kosmik şüalardan enerjinin xəritəsini çəkərək fon detektoru kimi çıxış edir. “Məqsəd sadəcə kosmik şüanın bir bölgədə getdiyi yeri işarələmək idi, lakin qətnamə çox yaxşı olduğu üçün hadisələrin yerini millimetr miqyasında yenidən qura bilərik, bu, həqiqətən də gözəldir” dedi Kurinski.

Belə dəqiq kosmik şüa xəritələri olmadan elm adamları toplanmış məlumatların 15%-20%-ni itirirlər, çünki siqnal fərqlənmir. Lakin qurulmuş sensor SLAC hər hansı bir məlumatı tamamilə aradan qaldırmaq ehtiyacının qarşısını almalıdır.

SLAC komandası 2023-cü ilin sonuna doğru sınaqdan keçirilməsi üçün NASA Goddard-a bir neçə yeni hazırlanmış sensor göndərdi və indiyə qədər onlar LEM komandasının gözləntilərini üstələyiblər. “Onlar həyəcanlandılar” dedi Kurinski. “LEM komandası bizə cavab verməmizi istədikləri tələblərin siyahısını verdi, lakin sensorumuz artıq bundan qat-qat yaxşıdır.”

O, bu sensorların uğurunun və inşallah LEM missiyasının gələcək missiyalarla yeni əməkdaşlıqlara səbəb olacağına optimistdir. “Əgər bunun həqiqətən yaxşı işlədiyini nümayiş etdirə bilsək, bu, bizim üçün potensial inkişaf sahəsidir” dedi Kurinski. “Foton aşkarlamaq üçün TES-lərdən istifadə edən hər hansı bir missiya da bunlardan birini asanlıqla birləşdirə bilər.”

Bundan əlavə, Kurinsky və onun həmkarları bu detektorların yığınlarının gələcək kosmik əsaslı qamma-şüaları təcrübəsində necə tətbiq oluna biləcəyini araşdırırlar.

Cherry üçün yeni elmi məqsəd üçün yaxından tanış olduğu alətin dizaynına və istehsalına kömək etmək inanılmaz dərəcədə sevindiricidir. “Bu əyləncəli idi və başqası üçün çox faydalı oldu” dedi. “Bu, SLAC-ın prioritetləşdirmədə yaxşı bir iş gördüyü bir şeydir. Biz əməkdaşlıq qururuq və bu kimi layihələr həyata keçiririk, çünki bu, maraqlıdır və bunu etməyə dəyər.”

Ətraflı məlumat: Stephen J. Smith et al, Line Emission Mapper X-ray zond üçün mikrokalorimetr və antitəsadüf detektorunun inkişafı, Astronomik Teleskoplar, Alətlər və Sistemlər Jurnalı (2023). DOI: 10.1117/1.JATIS.9.4.041005

SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriya tərəfindən təmin edilmişdir