ENGINEERINGNET.BE - Kinetic Inductance Detectors (KIDs) zijn de afgelopen 20 jaar in Nederland doorontwikkeld van microgolf detectie-experiment tot breedband meettechnologie voor lastig te meten regionen van het elektromagnetische spectrum: tussen optisch en ver-infrarood.
KIDs kunnen op het zwakste en oudst denkbare signaal uit het universum aanslaan en zullen hun werk doen op toekomstige ruimtemissies.
Een nieuwe fase is ingegaan met het ontwikkelen van KIDs voor optische en nabij-infrarood golflengtes. Dit baant de weg naar het precies bepalen van de samenstelling van atmosferen van exoplaneten.
De kortere golflengte en hogere energie van optisch en nabij-infrarood ten opzichte van ver-infrarood maken dit wel uitdagend.
Pixels moeten kleiner worden, wat allerlei fabricage uitdagingen met zich meebrengt. Ook betekent het nieuwe ontwerp-uitdagingen, zoals een nieuwe zoektocht naar het beheersen van ruis en naar nieuwe materialen en hun quasiparticle gedrag.
Maar als supergevoelige detectoren, die van elk foton de energie kunnen meten, vormen deze KIDs wel een mogelijke ticket naar toekomstige missies zoals een instrument onder de groundbased Extremely Large Telescope van ESO, en de spacebased Habitable Worlds Observatory van NASA. Het zou een wereldprimeur zijn om kleine aardachtige exoplaneten te karakteriseren.
Intussen is de gevoeligheid van KIDs zo ver toegenomen, dat ze de achtergrondstraling van het universum kunnen zien. Een zó gevoelige detector, zou de kosten voor een ruimtemissie met een grote supergekoelde spiegel kunnen rechtvaardigen.
Het concept voor een ver-infraroodmissie op basis van KIDs, de PRIMA missie, is een van de twee geselecteerde missieconcepten waarvan indieners in een studie mogen aantonen dat hun missie het meeste oplevert voor de sterrenkunde en realiseerbaar is binnen de gestelde tijd en het budget.
Eerdere detectoren waren niet in staat om de voordelen van zo’n relatief dure spiegel te benutten. Dit heeft geleid tot een ‘Terahertz gap’ in de sterrenkunde.
Op deze frequentie van ver-infrarood hebben astronomen nog nauwelijks het heelal kunnen bestuderen. Met de combinatie van KIDs en een grote koude spiegel is het mogelijk om voor het eerst het stof zien in de allereerste sterrenstelsels. Dit is het laatste onontgonnen terrein in de sterrenkunde.
Een nieuwe kans is het Dynaverse-project, een Duits project om een zeer grote spectrometer te bouwen voor de Fred Young Submillimeter Telescope, gelegen op een berg in Chili naast ASTE, APEX en ALMA en 5.600 meter boven zeeniveau, waarbij gebruik wordt gemaakt van de kennis en expertise van het KID-team.
