Revolution?rer chinesischer Chip soll Pionierarbeit bei der Suche nach Dunkler Materie und Schwarzen L?chern leisten

Ein chinesisches Forschungsteam der Tsinghua-Universit?t hat einen revolution?ren spektroskopischen Bildgebungschip, RAFAEL, vorgestellt, der die Art und Weise, wie die Menschheit das Universum beobachtet, ver?ndern k?nnte.

Der Durchbruch, der diese Woche in Nature ver?ffentlicht wurde, l?st den langj?hrigen Kompromiss zwischen spektraler Aufl?sung und Durchsatz/Effizienz und erm?glicht eine leistungsstarke und dennoch leicht integrierbare Snapshot-Spektroskopie.

Die Spektroskopie ist ein grundlegendes Werkzeug zur Aufdeckung der physikalischen Strukturen und chemischen Zusammensetzungen von Materie und untermauert Entdeckungen in Physik, Chemie, Astronomie und Lebenswissenschaften.

Die Herausforderung bei herk?mmlichen Instrumenten bestand jedoch lange Zeit darin, sowohl eine ultrahohe Aufl?sung als auch einen hohen Durchsatz zu erreichen. Gleichzeitig schien das bisher nicht m?glich – um das eine zu verbessern, müssen in der Regel Kompromisse beim anderen eingegangen werden, was ein scheinbar unüberwindbares Hindernis für das gleichzeitige Erreichen von beidem darstellt.

RAFAEL – mit dem chinesischen Namen ?Yuheng“ – durchbricht diese Begrenzung durch integrierte und rekonfigurierbare Lithium-Niobat-Photonik, die es jedem Pixel im Sensor erm?glicht, vollst?ndige spektrale Daten mit ultrahoher optischer Durchl?ssigkeit zu erfassen.

Der Chip erreicht eine Schnappschussspektroskopie mit einer r?umlichen Aufl?sung von 10 Megapixeln und einer spektralen Pr?zision von 0,05 Nanometern über sichtbare bis nahe Infrarotwellenl?ngen.

In einer Demonstration am Himmel erfasste RAFAEL Spektren mit einer Genauigkeit von bis zu 5.600 Sternen in einer einzigen Belichtung, was eine mehr als hundertfache Verbesserung der Beobachtungseffizienz gegenüber astronomischen Spektrometern von Weltrang darstellt.

Der kompakte und dennoch leistungsstarke Chip k?nnte neue Einblicke in die r?tselhaftesten Ph?nomene im Kosmos er?ffnen und gleichzeitig die Forschung von der Materialwissenschaft bis zur Astrophysik vorantreiben, zeigt sich Fang Lu, Professor an der Tsinghua University und korrespondierender Autor der Studie, von den M?glichkeiten begeistert.

Der Name ?Yuheng“ ist abgeleitet vom fünften Stern des Gro?en Wagens, der einst von alten chinesischen Astronomen verwendet wurde, um Himmelsbewegungen zu kalibrieren und Pr?zision und Gleichgewicht zu verk?rpern.

Aufbauend auf diesem Erbe zielt der Chip darauf ab, einen neuen stabilen Ma?stab für die astronomische Beobachtung des Lichts und des Universums durch den Menschen zu setzen, erkl?rte Fang.