Des minuscules liaisons de molécules aux confins de l’espace, nous explorons l’univers qui nous entoure en apercevant les plus petites particules de lumière.
Les chercheurs du NIST ont dévoilé un nouveau type de réseau de détecteurs à photons uniques capables d’identifier des particules de lumière individuelles (photons). C’est utile pour la spectroscopie, où les scientifiques observent comment les molécules absorbent différentes couleurs (ou longueurs d’onde) de la lumière. Chaque molécule possède sa propre empreinte couleur sur le spectre lumineux.
Ce détecteur particulier peut capter des photons uniques dans l’infrarouge moyen. Voici comment fonctionne le réseau : plusieurs détecteurs de très froid sont connectés les uns aux autres (illustrés ci-dessus) dans une sorte de grille traversée par un courant électrique. Lorsqu’un photon frappe l’un des détecteurs, il crée un point chaud et agit comme un barrage pour bloquer le courant pendant une courte période.
Les chercheurs ont développé une nouvelle technique pour déterminer où se trouve le point chaud le long des colonnes et des lignes. À partir de là, ils peuvent créer des images à photon unique.
L’ensemble de la configuration est difficile car les ondes infrarouges moyennes sont plus longues et ont moins d’énergie pour provoquer les points chauds, par rapport à la lumière visible, par exemple. Mais les scientifiques ont quelques astuces dans leur sac et les ont utilisées pour que cela fonctionne. Les détails peuvent être trouvés dans leur article récemment publié dans Lettres de physique appliquée.
Plus d’information:
Benedikt Hampel et al, Un imageur à photon unique dans l’infrarouge moyen de 64 pixels basé sur des détecteurs à nanofils supraconducteurs, Lettres de physique appliquée (2024). DOI : 10.1063/5.0178931
Cette histoire est republiée avec l’aimable autorisation du NIST. Lire l’histoire originale ici.