
運動インダクタンス検出器( KID)は、マイクロ波運動インダクタンス検出器(MKID)とも呼ばれ、単一光子を計数しながら同時にそのエネルギーと到着時間を高精度に測定できる超伝導 光子検出器の一種です。 2003年にカリフォルニア工科大学とジェット推進研究所の科学者によって初めて開発されました。 [1]これらのデバイスは、通常1ケルビン未満の極低温で動作します。遠赤外線からX線までの周波数の高感度天体検出用に開発されています。
動作原理
超伝導材料のストリップに入射する光子はクーパー対を破壊し、過剰な準粒子を生成します。超伝導ストリップの運動インダクタンスはクーパー対の密度に反比例するため、運動インダクタンスは光子の吸収によって増加します。このインダクタンスはコンデンサと組み合わされてマイクロ波 共振器を形成し、その共振周波数は光子の吸収によって変化します。この共振器ベースの読み出しは、各 KID を単一のマイクロ波トーンでアドレス指定でき、単一の広帯域マイクロ波チャネルを使用して多くの検出器を測定できるため、大規模な検出器アレイの開発に役立ちます。この技術は周波数分割多重化として知られています。
アプリケーション
KID は、カリフォルニア工科大学サブミリ波天文台でのミリ波およびサブミリ波波長の検出、[2]リャノ・デ・チャナントール天文台のアタカマ・パスファインダー実験(APEX) 、[3] CCAT天文台、大型ミリ波望遠鏡、IRAM 30 メートル望遠鏡など、さまざまな天文学用途向けに開発されています。[4]また、パロマー天文台では、光学および近赤外線の検出用に開発されています。[5] KID は、 2018 年のOLIMPO [6]と 2020 年のBLAST -TNG [7]という 2 つの気球搭載望遠鏡にも搭載されています。また、NASA が将来の宇宙望遠鏡の候補の 1 つとして選んだ、計画中の PRobe 遠赤外線天体物理学ミッション (PRIMA) 望遠鏡の分光計[8]にも搭載される予定です。[9] KIDは、遷移エッジセンサーのよりコンパクトで低コスト、そして複雑さの少ない代替品として人気を集めています。[10]
参照
参考文献
- ^ Day, PK; LeDuc, HG; Mazin, BA; Vayonakis, A.; Zmuidzinas, J. (2003). 「大規模アレイでの使用に適した広帯域超伝導検出器」. Nature . 425 (6960): 817–821. Bibcode :2003Natur.425..817D. doi :10.1038/nature02037. PMID 14574407. S2CID 4414046.
- ^ マロニー、フィリップ R.チャコン、ニコール G.デイ、ピーター K.ダウンズ、トーマス P.ドゥアン、ラン。高、建松。グレン、ジェイソン。ゴルワラ、スニル R.ホリスター、マット I.ルダック、ヘンリー G.マジン、ベンジャミン A.マクヒュー、ショーン G.ノルジアン、オミッド。グエン、ヒエン T.セイヤーズ、ジャック。シュラース、ジェームス A.シーゲル、セス。ヴァイヤンクール、ジョン E.ヴァヨナキス、アナスタシオス。ウィルソン、フィリップ。ズムイジナス、ジョナス (2010)。 「サブ/ミリ波天体物理学のためのMUSIC」(PDF)。オランダでは、ウェイン S.ズムイジナス、ジョナス (編)。天文学のためのミリ波、サブミリ波、遠赤外線検出器と計測装置 V. 第 7741 巻。光光学計測技術者協会 (SPIE)。pp. 77410F。doi : 10.1117 /12.857751。ISBN 9780819482310. S2CID 20865654。
- ^ Heyminck, S.; Klein, B.; Güsten, R.; Kasemann, C.; Baryshev, A.; Baselmans, J.; Yates, S.; Klapwijk, TM (2010). 「APEX 用 MKID カメラの開発」。第21 回宇宙テラヘルツ技術国際シンポジウム: 262。Bibcode :2010stt..conf..262H。
- ^ Monfardini, A.; et al. (2011). 「IRAM 30 m 望遠鏡用デュアルバンド ミリ波運動インダクタンス カメラ」.アストロフィジカル ジャーナル サプリメント シリーズ. 194 (2): 24. arXiv : 1102.0870 . Bibcode :2011ApJS..194...24M. doi :10.1088/0067-0049/194/2/24. S2CID 59407170.
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- ^ フット、ローガン;アルバート、クリス。バーゼルマンス、ヨッヘム。バイエル、アンドリュー。コタール、ニコラス。やあ、ピーター。ヘイリー=ダンシース、スティーブン。エヒタナハ、ピエール。ヤンセン、レイニエ。ケイン、イリヤ。ヘンリー・ルダック。リュー・ルンジュン。グエン、ヒエン。ペリド、ジョアンナ。グレン、ジェイソン (2023)。 「天体物理学探査遠赤外線ミッション用の高感度運動インダクタンス検出器アレイ」。arXiv : 2311.02175 [astro-ph.IM]。
- ^ Taveau, Jessica; Fisher, Alise (2024-10-03). 「NASAが新しいクラスの天体物理学ミッションを確立し、研究を選択 - NASA」nasa.gov . 2024年10月16日閲覧。
- ^ Zmuidzinas, Jonas (2012年3月). 「超伝導マイクロ共振器:物理学と応用」. Annual Review of Condensed Matter Physics . 3 : 169–214. doi :10.1146/annurev-conmatphys-020911-125022 . 2020年7月23日閲覧。
外部リンク
- 運動インダクタンス検出器に関する SRON の Web サイト[永久リンク切れ ]
- カリフォルニア大学サンタバーバラ校の B. Mazin 教授の研究グループ。Wayback Machineで 2010-12-03 にアーカイブされています。
- MIT の運動インダクタンスに関する YouTube ビデオ
- Champlin, KS; Armstrong, DB; Gunderson, PD (1964). 「半導体における電荷キャリア慣性」. Proceedings of the IEEE . 52 (6). Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE): 677–685. doi :10.1109/proc.1964.3049. ISSN 0018-9219.
