Un detector hecho de grafeno en futuros telescopios podría sobrecargar enormemente sus habilidades para revelar más del universo oculto.

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia descubrieron que, junto con sus muchos otros usos potenciales en aparatos y baterías, el grafeno también podría revolucionar el potencial de los telescopios de próxima generación.

Hasta ahora, más allá de los superconductores, había pocos materiales capaces de fabricar detectores de terahercios (THz) ultrasensibles y rápidos para la astronomía. Sin embargo, al escribir en Nature Astronomy , los investigadores mostraron que el grafeno modificado agrega un nuevo paradigma material para la detección de heterodino THz.

Un elemento crucial para el avance fue la capacidad del grafeno de ser un excelente conductor sin tener electrones presentes. Como parte de este estudio, los investigadores lograron un escenario de casi cero electrones, también conocido como el punto de Dirac, al ensamblar moléculas que aceptan electrones en su superficie.

En experimentos, el grafeno combinó dos señales diferentes como parte de la detección heterodina. La primera es una onda de alta intensidad conocida como frecuencia THz generada por un oscilador local, y la segunda es una débil señal THz que imita las ondas del espacio profundo.

‘Enorme potencial para futuras misiones espaciales’

El grafeno mezcla estas señales para producir una onda de salida a una frecuencia de gigahercios (GHz) mucho más baja, que puede analizarse con electrónica estándar de gigahercios de bajo ruido. Cuanto mayor sea esta frecuencia, mayor ancho de banda tendrá el detector para identificar con precisión los movimientos dentro de los objetos celestes.

«Según nuestro modelo teórico, este detector de grafeno THz tiene el potencial de alcanzar una operación cuántica limitada para el importante rango espectral 1-5THz«, dijo el coautor del artículo, Sergey Cherednichenko.

«Además, el ancho de banda puede superar los 20 GHz, más de 5 GHz que la tecnología de punta tiene para ofrecer«.

También a favor de este nuevo detector está la potencia extremadamente baja necesaria para que el oscilador local logre una detección confiable de débiles señales de THz. Esto podría permitir matrices de detectores coherentes de THz con limitación cuántica, abriendo así la puerta a las imágenes en 3D del universo.

Elvire De Beck, del Departamento de Espacio, Tierra y Medio Ambiente de la universidad, que no participó en esta investigación, dijo que el avance tiene un enorme potencial.

«Esta tecnología basada en el grafeno tiene un enorme potencial para futuras misiones espaciales que tienen como objetivo revelar cómo el agua, el carbono, el oxígeno y la vida misma llegaron a la Tierra«, dijo.

Via: https://www.siliconrepublic.com/machines/revolutionary-graphene-detector-3d-imaging-universe