運動インダクタンス検出器

運動誘導検出器（ KID）は、マイクロ波運動誘導検出器（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で測定できる超伝導光子検出器の一種です。これらは、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極低温、通常は1ケルビン以下で動作します。これらは、遠赤外線からX線までの周波数範囲で高感度の天体観測用に開発されています。KIDは、入射光子のエネルギーを区別できる光センサーとして注目されていますが、量子不確定性により、スペクトル分解能はR≈100程度に制限されます。^{[ 2 ]}

超伝導体ストリップに入射した光子はクーパー対を破壊し、過剰な準粒子を生成します。超伝導体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、光子の吸収によって運動インダクタンスが増加します。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応じて変化します。この共振器を用いた読み出し方式は、大型検出器アレイの開発に役立ちます。各KIDは単一のマイクロ波信号でアドレス指定でき、多数の検出器を単一の広帯域マイクロ波チャネルで測定できるため、周波数分割多重と呼ばれる技術が用いられます。この共振周波数の変化は、入射光子のエネルギーに比例した位相シフトも引き起こし、これが検出を識別する主要な手段となります。

KIDは、 Caltechサブミリ波観測所でのミリ波およびサブミリ波波長検出^{[ 3 ]}、リャノ・デ・チャイナントール観測所のアタカマ・パスファインダー実験（APEX）^{[ 4 ]}、CCAT観測所、大型ミリ波望遠鏡、IRAM 30メートル望遠鏡^{[ 5 ]}など、さまざまな天文学アプリケーション向けに開発されています。また、パロマー天文台での光および近赤外線検出向けにも開発されています^{[ 6 ]} 。KIDは、 2018年のOLIMPO ^{[ 7 ]}と2020年のBLAST -TNG ^{[ 8 ]}という2つの気球搭載望遠鏡にも搭載されました。さらに、NASAが将来の宇宙望遠鏡候補2つのうちの1つとして選定した、計画中のPRobe遠赤外線天体物理学ミッション（PRIMA）望遠鏡の分光器^{[ 9 ]}にも搭載される予定です。^{[ 10 ]}これらはまた、エシェル分光器の2番目の分散素子と光センサーを線形KIDアレイに置き換える新しいクラスのマルチオブジェクト高解像度分光器の基礎にもなっています。 ^{[ 11 ]} KIDは、遷移端センサーよりも小型で低コストで複雑でない代替品としても人気が高まっています。^{[ 12 ]}

• 運動インダクタンス
• 極低温粒子検出器

• SRONの運動インダクタンス検出器に関するウェブサイト
• カリフォルニア大学サンタバーバラ校のB・マジン教授の研究グループ（2010年12月3日にWayback Machineにアーカイブ済み）
• MITによる運動インダクタンスに関するYouTube動画
• 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 . Bibcode : 1964IEEEP..52..677C . doi : 10.1109/proc.1964.3049 . ISSN 0018-9219 .