Yeni bir görüntüleme sistemi, evrenin her zamankinden daha derinlerini görmemize yardımcı olabilir. Aynı güçlü teknoloji, gıda ve ilaç gibi günlük malzemelerin kimyasal yapısını mevcut yöntemlere göre çok daha hızlı ve daha doğru bir şekilde analiz etmemize de yardımcı olabilir.
Dergide yayınlanan bir çalışmada DoğaÇin’deki Tsinghua Üniversitesi’nden araştırmacılar, ışığı yüksek hızda olağanüstü ayrıntılarla yakalamak için gelişmiş fotonik kullanan RAFAEL (Yeniden Yapılandırılabilir, Uyarlanabilir, Hızlı ve Verimli Lityum-niyobat spektro-görüntüleyici) adı verilen küçük bir cihazı tanıttı.
RAFAEL, maddenin fiziksel yapısını ve kimyasal bileşimini incelemek için kullanılan teknik olan spektroskopiyi önemli ölçüde geliştirmek üzere tasarlanmıştır. Derin uzayın haritasını çıkarmaktan sudaki kirletici maddeleri kontrol etmeye ve hastalıkları teşhis etmeye kadar her şeyde kullanılıyor ve bir nesneden gelen ışığı parçalayıp farklı renkleri (dalga boylarını) analiz ederek çalışıyor. İnanılmaz derecede güçlü olmasına rağmen, geleneksel spektrometreler çoğu zaman bir ödün vermeyle karşı karşıyadır: Çok ince ayrıntılar elde etmek için ışığın çoğunu engellemeniz gerekir. Ya da çok fazla ışığın girmesine izin verirseniz çözünürlüğü veya hassasiyeti kaybedersiniz.
Araştırmacılar bu sorunu, büyük ve karmaşık laboratuvar cihazlarını küçük bir entegre sistemle değiştiren RAFAEL çipini oluşturarak çözdüler. Standart bir kamera çipinin üzerine bir lityum niyobat tabakası (benzersiz optik özellikleriyle bilinen sentetik bir kristal) yerleştirdiler. Sistem, bir voltaj uygulayarak her pikselin davranışını anında değiştiriyor, böylece her biri ışığın farklı dalga boylarını kodluyor. Daha sonra güçlü bilgisayar algoritmaları, kodlanmış görüntünün kodunu anında süper net bir resme dönüştürür.
RAFAEL’in test edilmesi
Ekip, yeteneklerini göstermek için RAFAEL’i çeşitli performans testlerinden geçirdi. Birincisinde, ışığın %73,2’sini yakalayarak maksimum netliğe ulaşarak, karşılaştırılabilir en iyi görüntüleyicilerden iki kat daha verimli hale geldi. Ayrıca çipi ticari bir mercekle entegre ettiler ve onu gece gökyüzünün bir bölgesine yönelttiler. Tek ve kısa bir pozlamada 5.600 yıldızın yüksek çözünürlüklü spektrumunu yakalayarak evreni mevcut araçlara göre binlerce kat daha hızlı ve daha büyük bir hassasiyetle haritalayabildiğini kanıtladı.
Araştırmacılar makalelerinde “RAFAEL, hassasiyet, spektral çözünürlük ve gözlemsel verimlilik arasındaki doğal dengeyi bozarak yüksek performanslı ancak entegre anlık görüntü spektroskopisinin önünü açıyor” diye yazdı.
Etkileyici performansına rağmen RAFAEL hâlâ yalnızca bir laboratuvar prototipidir ve henüz kullanıma hazır değildir. Araştırmacılar, gerçek dünyadaki cihazlara entegre edilmeden önce hesaplama verimliliğini artırmayı ve genel sistem maliyetini azaltmayı hedefliyor.
Yazarımız Paul Arnold tarafından sizin için yazılan, editörlüğü Lisa Lock tarafından yapılan ve Robert Egan tarafından doğruluğu kontrol edilen ve gözden geçirilen bu makale, insanların dikkatli çalışmasının sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmak için sizin gibi okuyuculara güveniyoruz. Bu raporlama sizin için önemliyse lütfen bağış yapmayı düşünün (özellikle aylık). Bir alacaksın reklamsız bir teşekkür olarak hesaplayın.
