El detector de inductancia cinética (KID), también conocido como detector de inductancia cinética de microondas (MKID), es un tipo de detector de fotones superconductores desarrollado por primera vez por científicos del Instituto de Tecnología de California y el Laboratorio de Propulsión a Chorro en 2003. [1] Estos dispositivos operan a temperaturas criogénicas , típicamente por debajo de 1 kelvin . Ellos están siendo desarrollados para alta sensibilidad astronómico de detección para frecuencias que van desde el infrarrojo lejano a los rayos X .
Principio de funcionamiento
Los fotones que inciden en una tira de material superconductor rompen los pares de Cooper y crean un exceso de cuasipartículas . La inductancia cinética de la tira superconductora es inversamente proporcional a la densidad de los pares de Cooper y, por tanto, la inductancia cinética aumenta con la absorción de fotones. Esta inductancia se combina con un condensador para formar un resonador de microondas cuya frecuencia de resonancia cambia con la absorción de fotones. Esta lectura basada en resonador es útil para desarrollar matrices de detectores de gran formato, ya que cada KID puede direccionarse con un solo tono de microondas y muchos detectores pueden medirse utilizando un solo canal de microondas de banda ancha, una técnica conocida como multiplexación por división de frecuencia .
Aplicaciones
Los KID se están desarrollando para una variedad de aplicaciones astronómicas , incluida la detección de longitudes de onda milimétricas y submilimétricas en el Observatorio Submilimétrico de Caltech , [2] el Atacama Pathfinder Experiment (APEX) en el Observatorio Llano de Chajnantor , [3] y el telescopio IRAM de 30 m . [4] También se están desarrollando para detección óptica e infrarroja cercana en el Observatorio Palomar . [5] Dado que su capacidad de multiplexación por división de frecuencia permite a los KID lograr tamaños de paquetes de detectores pequeños, los KID también han ganado popularidad en la astrofísica de globos aerotransportados como una alternativa más compacta y menos masiva a los sensores de borde de transición . [6]
Ver también
Referencias
- ^ Día, PK; LeDuc, HG; Mazin, BA; Vayonakis, A .; Zmuidzinas, J. (2003). "Un detector superconductor de banda ancha adecuado para su uso en grandes arreglos". Naturaleza . 425 (6960): 817–821. Código Bibliográfico : 2003Natur.425..817D . doi : 10.1038 / nature02037 . PMID 14574407 .
- ^ Maloney, Philip R .; Czakon, Nicole G .; Día, Peter K .; Downes, Thomas P .; Duan, Ran; Gao, Jiansong; Glenn, Jason; Golwala, Sunil R .; Hollister, Matt I .; Leduc, Henry G .; Mazin, Benjamin A .; McHugh, Sean G .; Noroozian, Omid; Nguyen, Hien T .; Sayers, Jack; Schlaerth, James A .; Siegel, Seth; Vaillancourt, John E .; Vayonakis, Anastasios; Wilson, Philip; Zmuidzinas, Jonas (2010). "MÚSICA para astrofísica sub / milimétrica" (PDF) . Detectores de milímetro, Submilimétrico, y de infrarrojo lejano y de instrumentación para astronomía V . 7741 . págs. 77410F. doi : 10.1117 / 12.857751 .
- ^ Heyminck, S .; Klein, B .; Güsten, R .; Kasemann, C .; Baryshev, A .; Baselmans, J .; Yates, S .; Klapwijk, TM (2010). "Desarrollo de una cámara MKID para APEX". Vigésimo primer simposio internacional sobre tecnología espacial de terahercios : 262. Código bibliográfico : 2010stt..conf..262H .
- ^ Monfardini, A .; et al. (2011). "Una cámara de inductancia cinética de onda milimétrica de doble banda para el telescopio IRAM de 30 m". La serie de suplementos de revistas astrofísicas . 194 (2): 24. arXiv : 1102.0870 . Código Bibliográfico : 2011ApJS..194 ... 24M . doi : 10.1088 / 0067-0049 / 194/2/24 .
- ^ Mazin, BA; O'Brien, K .; McHugh, S .; Bumble, B .; Moore, D .; Golwala, S .; Zmuidzinas, J. (2010). "ARCONS: una cámara superconductora altamente multiplexada de óptica a infrarrojo cercano". Proc. SPIE . Instrumentación aerotransportada y terrestre para la astronomía III. 7735 : 773518. arXiv : 1007.0752 . Código bibliográfico : 2010SPIE.7735E..18M . doi : 10.1117 / 12.856440 .
- ^ Zmuidzinas, Jonas (marzo de 2012). "Microrresonadores superconductores: física y aplicaciones" . Revisión anual de la física de la materia condensada . 3 : 169-214 . Consultado el 23 de julio de 2020 .
enlaces externos
- Sitio web de SRON sobre detectores de inductancia cinética
- Grupo de investigación del Prof. B. Mazin en UC Santa Barbara
- Video de YouTube sobre inductancia cinética del MIT
- Champlin, KS; Armstrong, DB; Gunderson, PD (1964). "Inercia del portador de carga en semiconductores". Actas del IEEE . Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE). 52 (6): 677–685. doi : 10.1109 / proc.1964.3049 . ISSN 0018-9219 .