Bu sondaj roketi test cihazı tasarımı gibi pratik bir uygulamada, bir gama ışını gözlemevi, daha sonra bir dizi iki boyutlu, pikselli detektör aracılığıyla 3 boyutlu bir parçacık yörüngesini takip edebilen çok katmanlı Astropix sensörleri kullanır. Kredi bilgileri: Regina Caputo
Akıllı telefon kameralarında bulunana benzer bir teknoloji kullanan NASA bilim adamları, kara delik patlamaları ve patlayan yıldızlar hakkında daha fazla ayrıntıyı ortaya çıkarmak için yükseltilmiş sensörler geliştiriyorlar; üstelik bunların hepsi, bugün kullanılan dedektörlere göre daha az güç tüketiyor ve toplu üretimi daha kolay.
Araştırma astrofizikçisi Dr. Regina Caputo, “Yıldızları aktif olarak parçalayan karadelikleri veya patlayan ve gerçekten yüksek enerjili ışık patlamaları yaratan nötron yıldızlarını düşündüğünüzde, evrendeki en aşırı olaylara bakıyorsunuz” dedi. “Bu olayları gözlemlemek için, ışığın en yüksek enerjili formuna bakmanız gerekiyor: gama ışınları.”
Caputo, NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezinde AstroPix adlı bir araç geliştirme çabasına öncülük ediyor. AstroPix’teki (hala geliştirme ve test aşamasında olan) silikon piksel sensörleri, akıllı telefon kameralarının çok küçük olmasına izin veren yarı iletken sensörleri andırıyor.
Caputo ile çalışan bir NASA Doktora Sonrası Program üyesi olan Dr. Amanda Steinhebel, “Gelen parçacığın dedektörünüzle etkileşime girme şekli nedeniyle, gama ışınlarını ölçmek herkesin bildiği üzere zorlayıcıdır” dedi.
Gama ışınları, ultraviyole ve X ışınlarından daha enerjik ışığın dalga boylarıdır ve fotonları dalgalardan çok parçacıklar gibi davranır. Steinhebel, “Görünür ışık gibi bir sensör tarafından soğurulmak yerine,” dedi, “gama ışınları her yerde yansır.”
2008’den beri gama ışını gökyüzünü inceleyen NASA’nın Fermi Gama ışını Uzay Teleskobu, şerit şeklindeki sensör kulelerini kullanarak ana cihazındaki “sıçrama” sorununu çözdü. Bu masa boyutundaki küp, Fermi’nin Geniş Alan Teleskopu, görev başladığında çığır açan bir teknolojiydi.
Her şerit, bir gama ışını vuruşunu tek boyutta eşlerken, birbirine dik olarak yönlendirilmiş şerit katmanları ikinci boyutu kaydeder. Gama ışınları, kaynağa işaret eden bir harita sağlayarak, birden çok katman boyunca bir dizi enerjik saldırı oluşturur.
Caputo, bir golf çantası büyüklüğünde, AstroPix sensörlerini kullanan bir uzay teleskopu aletinin, Fermi şerit dedektör teknolojisinin yarısı kadar katman gerektireceğini söyledi.
Steinhebel, “Parçacıkların tam olarak nerede etkileşime girdiğini söylemek daha kolay,” dedi, “çünkü sadece ızgarada onun etkileşime girdiği noktayı tanımlıyorsunuz. Ardından, parçacıkların içinden geçtiği yolları tam anlamıyla geriye doğru izlemek için çoklu katmanlar kullanıyorsunuz.”
Steinhebel, AstroPix’in mevcut teknolojiden daha düşük enerjili gama ışınlarını kaydedebileceğini, çünkü bu fotonların bir şerit detektörün çoklu katmanlarından süzülerek kaybolma eğiliminde olduğunu açıkladı. Onları yakalamak, kısa ömürlü, enerjik olaylar sırasında neler olduğu hakkında daha fazla bilgi sağlayacaktır. “Bu düşük enerjili gama ışınları, en yüksek parlaklık patlaması sırasında en yaygın olanıdır,” diye açıkladı.
Caputo, piksel dedektörlerinin çalışmak için daha az elektrik tükettiklerini söyledi ve bu, güç kullanımlarını planlayan gelecekteki görevler için büyük bir avantaj.
Parçacık hızlandırıcı deneylerinde pikselli silikon dedektörlerin kanıtlanmış olduğunu ve cep telefonları ve dijital kameralar için yaygın kullanımlarının ve seri üretimlerinin elde edilmesini daha kolay ve daha ucuz hale getirdiğini söyledi.
Steinhebel, birkaç yıl boyunca farklı prototipler geliştirmenin ve AstroPix’in gama ışını ışığının doğru grafiklerini oluşturduğunu görmenin canlandırıcı ve son derece tatmin edici olduğunu söyledi.
Ekip, teknolojilerini geliştirmek ve iyileştirmek için çalışmaya devam ederken, Caputo bir sonraki adımın teknolojiyi Dünya atmosferi üzerinde daha fazla test için kısa bir sondaj roket uçuşunda başlatmak olacağını söyledi.
Yüksek enerjili evren olaylarının incelenmesini ilerletmeyi amaçlayan gelecekteki bir gama ışını görevinden yararlanmayı umuyorlar.
Caputo, “Bununla harika bir bilim yapabiliriz” dedi. “Sadece bunun olduğunu görmek istiyorum.”
Alıntı: NASA’nın yeni dedektörleri, 6 Haziran 2023 tarihinde https://phys.org/news/2023-06-nasa-detectors-views-gamma-ray-events.html adresinden alınan gama ışını olaylarının (2023, 6 Haziran) görüntülerini iyileştirebilir.
Bu belge telif haklarına tabidir. Kişisel çalışma veya araştırma amaçlı adil ticaret dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik sadece bilgilendirme amaçlıdır.
