突破物理學(xué)極限!用光子篩聚焦光線
一對精確軌道的小型衛(wèi)星將嘗試捕捉太陽表面附近小尺度特征的首次視圖,科學(xué)家認(rèn)為這些特征推動(dòng)了太陽風(fēng)的加熱和加速。 位于馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的太陽物理學(xué)家道格·拉賓博士說,光子篩是一種可以聚焦極紫外光的技術(shù),應(yīng)該能夠分辨出比今天太陽動(dòng)力學(xué)天文臺的EUV成像儀小10到50倍的特征。 然而,為了最有效,它們必須寬、超薄,并蝕刻有精確的孔來折射光線。戈達(dá)德工程師凱文·丹尼斯(Kevin Denis)在戈達(dá)德的探測器開發(fā)實(shí)驗(yàn)室工作,開發(fā)了用硅和鈮晶片制造更寬更薄的膜的新方法。 到目前為止,每一項(xiàng)進(jìn)步都需要額外的措施來保護(hù)由此產(chǎn)生的篩子,例如留下較厚材料的蜂窩來支撐膜并防止撕裂。戈達(dá)德太陽物理學(xué)家Doug Rabin博士說:“以如此精確的方式構(gòu)建篩子是一項(xiàng)純粹的物理挑戰(zhàn),它們最小的特征是2微米的寬度,穿孔之間有2微米的間隙,這大約是大多數(shù)細(xì)菌的大小! 篩子從中心蝕刻出越來越小的孔環(huán),用于折射光線,類似于燈塔中使用的菲涅爾透鏡。通過這個(gè)篩子的極紫外光逐漸向內(nèi)彎曲到遠(yuǎn)處的相機(jī)。丹尼斯說,薄膜對太陽科學(xué)很重要,因?yàn)檫@些篩子比較厚的材料透射更多的光。 他和工程師凱利·約翰遜(Kelly Johnson)成功地生產(chǎn)出直徑為3英寸(8厘米)的硅篩,厚度僅為100納米,F(xiàn)在,他們正在試驗(yàn)鈮膜,這可以進(jìn)一步提高聚光效率,因?yàn)樗鼈兺干涞墓馐枪璧钠弑丁K麄兂晒Φ匚g刻了一個(gè)直徑為5英寸(13厘米)的鈮篩,厚度僅為200納米。 |