Сибирские ученые помогут телескопу найти темную материю
20.06.2018
Специалисты Института автоматики и электрометрии СО РАН в
сотрудничестве с немецкой компанией Dioptic разработали голограмму, чтобы
настроить четырехлинзовый объектив. Он нужен для работы с ближнеинфракрасным
спектрометром и фотометром нового космического телескопа «Евклид», задача
которого — исследовать причины расширения Вселенной и найти темную материю.
Классическая голограмма образуется за счет интерференции
(взаимодействия) двух пучков света, один из которых отражается от объекта. При
облучении голограммы можно восстановить изображение объекта, поэтому она по
сути — его закодированная трехмерная фотография или модель. Компьютерно
синтезированная голограмма, в отличие от классической, рассчитывается на
компьютере и записывается лазерным пучком на плоской стеклянной пластине.
«Если облучить лазерным пучком компьтерно синтезированную
голограмму, можно сравнить такую виртуальную модель (в данном случае линзу) с
реальным объектом и определить отклонение его формы от расчетной с
чувствительностью до нескольких нанометров. Этот метод широко используется в
оптической промышленности для контроля изготавливаемых асферических линз и
зеркал», — рассказывает старший научный сотрудник ИАиЭ СО РАН кандидат технических
наук Руслан Камильевич Насыров.
Технология изготовления таких голограмм сейчас
совершенствуется в ИАиЭ СО РАН в рамках проекта РНФ «Развитие сверхразрешающей
термохимической лазерной технологии формирования компьютерно синтезированных дифракционных
наноструктур».
В 1990-х годах ИАиЭ СО РАН начал сотрудничать с немецкой
компанией Dioptic, которая также занималась оптическими методами контроля. В
процессе специалисты разработали новые методы и технологии контроля сложных
оптических систем с помощью голограмм. Один из таких методов использован в
Институте внеземной физики Общества Макса Планка для настройки
ближнеинфракрасного спектрометра и фотометра (тепловизионной установки)
космического телескопа «Евклид», рассчитанного на поиск темной материи.
Космический телескоп «Евклид» разрабатывается Европейским
космическим агентством в рамках консорциума, в который входят несколько
десятков университетов и компаний. Планируемое время запуска — 2021 год. Миссия
космической программы — исследование расширения Вселенной за последние 10
миллиардов лет. Предполагается, что телескоп поможет понять, почему расширение
Вселенной ускоряется, а также — какова природа источника, ответственного за это
ускорение.
Проблема поиска темной материи заключается в том, что она, в
отличие от звезд, практически не излучает свет. Для ее обнаружения нужна
сверхчувствительная оптическая система, которая смогла бы увидеть объекты с
очень слабым излучением на огромном расстоянии. Такая система очень сложна и
требует точной регулировки. Одним из ее компонентов является объектив,
настройка которого была выполнена при помощи компьютерно синтезированной
голограммы, разработанной в ИАиЭ СО РАН.
«Как правило, в компьютерно синтезированных голограммах,
используемых для контроля зеркал астрономических телескопов, закодирована
только одна оптическая поверхность, — заключает Руслан Насыров. — В этой работе
в голограмме был закодирован целый объектив, состоящий из четырех линз. С ее
помощью в Институте внеземной физики Общества Макса Планка удалось собрать
нужную аппаратуру и установить все линзы на свои позиции с точностью до
микрона». +
«Наука в Сибири»
-