Команда дослідників з Університет Цінхуа у Китаї розробила революційний оптичний чип, який може аналізувати світло з точністю, що раніше була доступна лише великим науковим приладам. Розміром із ніготь, цей мікрочип здатен за лічені секунди фотографувати понад 5500 зірок, забезпечуючи точність у 100 разів вищу, ніж у сучасних телескопів. Про це пише Interesting Engineering.
Мініатюрний прорив у спектроскопії
Yuheng — це нове покоління спектральних сенсорів, які поєднують високу роздільну здатність і компактність. За словами авторів дослідження, чип здатен розрізняти кольори, що відрізняються менше ніж на одну десяту нанометра, та записує 88 кадрів за секунду із передачею 73% вхідного світла.
За оцінками команди, технологія дозволяє скоротити час картографування Чумацького Шляху з тисячоліть до менш ніж 10 років, що раніше здавалося неможливим.
Як працює чип Yuheng
Традиційні спектроскопічні системи працюють за принципом розкладання світла на спектр, що часто призводить до втрати частини яскравості та вимагає використання великих, складних приладів. Через це створення компактних і водночас високоточних оптичних пристроїв довгий час залишалося серйозною технічною проблемою.
Дослідники з університету Цінхуа запропонували новий підхід до аналізу світла, який дозволяє уникнути цих обмежень. Їхній чип приймає весь потік світла одночасно, не розділяючи його фізично. Усередині пристрою формується унікальний інтерференційний візерунок, що “кодує” всю кольорову інформацію.
У структурі чипа використовується кристал з ніобат літію, який змінює напрямок світла під дією електричної напруги. Далі в роботу вступають алгоритми штучного інтелекту, які миттєво розшифровують цей світловий код і відновлюють повний спектр у режимі реального часу.
100× ефективніше за найкращі телескопи світу
У дослідженні зазначається, що чип зафіксував спектри до 5600 зірок у межах одного знімка, включно з усіма атомними лініями поглинання — це 100–10 000 разів швидше, ніж показники сучасних астрономічних спектрометрів.
Розробники вже готують випробування чип на великому телескоп Канарських островів в Іспанії — найбільшому в світі однодзеркальному оптичному телескопі. Там пристрій протестують у спостереженнях галактик, темної матерії та чорних дір.
