Усилиями немецких разработчиков самый мощный в мире радиотелескоп — «Атакамская большая антенная решётка миллиметрового диапазона» (ALMA) — получил 145 новейших входных усилителей на чипах из арсенида галлия-индия. Модернизация входных цепей антенных комплексов ALMA позволит в 300 раз усилить входной сигнал без повышения уровня шума. Это означает, что инструмент начнёт собирать данные более полно и на самых ранних этапах жизни нашей Вселенной.
Источник изображения: Y. Beletsky/ESO
Комплекс ALMA в Чили создавался для «прослушивания» Вселенной в первые 100 млн лет её развития после Большого взрыва. Радиодиапазон позволяет собирать данные о составе холодного газа и пыли в пространстве, которые невидимы в оптическом и инфракрасном диапазонах, а также в условиях поглощения таких фотонов горячим и холодным веществом. ALMA — это первоначально европейский проект, в котором приняли участие США, Япония и другие страны. В основном он ассоциируется с проектами Европейской южной обсерватории. Новые усилители для ALMA создавали физики Института прикладной физики им. Фраунгофера (Fraunhofer IAF) и Института радиоастрономии Макса Планка (Max Planck Institute for Radio Astronomy).
Новые усилители разработаны для диапазона номер 2, который охватывает диапазон частот примерно от 67 до 116 ГГц. В отличие от диапазона номер 1 с охватом от 35 до 50 ГГц и от 787 до 950 ГГц, второй диапазон оставался недоукомплектованным, что ограничивало исследования.
Лежащая в основе новых усилителей технология — это монолитные микроволновые интегральные схемы (MMIC) на базе транзисторов с высокой подвижностью электронов (mHEMT) из материала арсенид галлия-индия. Такая архитектура обеспечивает минимальный уровень собственного шума при максимальном усилении сигналов, что критично для астрономических приёмников: чем ниже шум, тем более надёжна регистрация слабых сигналов.
Благодаря новому оборудованию, учёные смогут более детально изучать холодную межзвёздную среду, протопланетные диски и, что самое важное, обнаруживать сложные органические молекулы в пространстве, которые считаются предшественниками биологической жизни. Эти наблюдения расширят понимание процессов формирования звёзд и планет, а также условий, которые могли способствовать возникновению жизни во Вселенной.