Research press release

星に目を向ける

Nature Nanotechnology

Look to the stars

Nature Nanotechnology(電子版)に掲載される論文によると、非常に小さいものを扱う科学のおかげで、はるかに大きいもの、つまり宇宙それ自体をより深く理解できるようになるかもしれない。

ビッグバン以降放射されたすべての光子のうち、98%が電磁スペクトルのテラヘルツ領域(遠赤外とマイクロ波の間の領域)の波長をもつ。これらの光子は地球大気に強く吸収されるため、天体物理学の研究には宇宙に設置されたテラヘルツ望遠鏡が極めて重要である。しかし、将来の高性能望遠鏡の光子検出器は、現在の最先端望遠鏡の100倍以上の感度向上を必要としている。

M Gershenson、B Karasikおよび共同研究者らは、今回、そのような高感度検出器を、ナノサイズのチタン・アイランドとニオブ・ナノワイヤーをつなぐことによって作製した。チタン・ナノアイランドは、0.2 K以下の温度に冷却されると超伝導になる(つまり電気抵抗を失う)。このデバイスは超伝導ホットエレクトロン・ナノボロメーターとして知られるものであるが、その感度が非常に高いのは、周囲からの熱分離が極めて良好であり、熱容量が極めて小さいためである。

The science of the very small could lead to a better understanding of something much larger ? the universe itself ? suggests a paper online this week in Nature Nanotechnology.

Of all the photons of light emitted since the Big Bang, 98% have wavelengths in the terahertz region of the electromagnetic spectrum ? a region between far infrared and microwaves. These photons are strongly absorbed by the Earth's atmosphere, which is why terahertz telescopes based in space are crucial for astrophysics research. However, the photon detectors on future advanced telescopes need to be at least 100 times more sensitive than the current state of the art.

Michael Gershenson, Boris Karasik and co-workers have now built such a detector with a nanosized island of titanium connected to niobium nanowires. The titanium nano-island becomes superconducting (which means it loses its resistance to electrical current) when cooled to within 0.2 degrees of absolute zero. The highly sensitive nature of the device ? which is known as a hot-electron superconducting nanobolometer ? is due to its exceptional thermal isolation from its surroundings and its extremely small heat capacity.

doi: 10.1038/nnano.2008.173

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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