من المتوقع أن تؤدي الطريقة التي تم تطويرها بالتعاون مع الباحثين في التخنيون إلى تحسين كبير في قدرة التلسكوبات على الفصل

باستخدام هذه الطريقة سيكون من الممكن على الأقل مراقبة الكواكب القريبة نسبيًا من النظام الشمسي بشكل منفصل (وليس كجسم واحد).

تبشر مجلة Optics Letters بتطور جديد قد يؤدي إلى تحسين دقة التلسكوبات بشكل كبير. أجرى البحث الدكتورة أجلا كليرر من جامعة كامبريدج (المملكة المتحدة) والبروفيسور إيرز ريباك من كلية الفيزياء في التخنيون.

دقة (دقة) التلسكوبات، أي مستوى وضوح الصورة التي يتم الحصول عليها فيها، محدودة جزئيًا بالدقة الزاويّة: أصغر زاوية بين جسمين ملاحظين لا يزالان يظهران عندهما منفصلين (وليس ككائن واحد).
من ناحية أخرى، يتم تحديد الدقة الزاوية من خلال ظاهرة الحيود: حيث "تنحني" موجات الضوء حول العوائق الموجودة في طريقها - حافة التلسكوب في هذه الحالة - ويخترق الضوء المنطقة التي كان من المفترض أن تكون موجودة فيها. ظل. وتعني هذه الظاهرة أن الجسم المرصود (نجم مثلا) لن يظهر لنا كنقطة "نظيفة" بل كمجموعة من الحلقات، وسيظهر لنا جسمان قريبان كمجموعتين من الحلقات "تتراكب" كل منهما آخر. بمعنى آخر، لا يمكننا التفريق بين الشيئين.

إحدى طرق تقليل الحيود - أي تحسين الفصل الزاوي - هي زيادة النسبة بين الطول الموجي وقطر العدسة. عندما يتعلق الأمر بالمجهر، يمكن القيام بذلك عن طريق تقليل الطول الموجي للضوء الاصطناعي المسقط؛ وفي علم الفلك، حيث نعتمد على الضوء الطبيعي الذي ليس تحت سيطرتنا، لذلك الحل المطلوب هو زيادة قطر العدسة. وفي الواقع، توفر التلسكوبات الضخمة التي بنيت في العقود الأخيرة دقة زاويّة عالية جدًا. ومع ذلك، في التلسكوبات متوسطة الحجم، لا تزال مشكلة الفصل الزاوي كبيرة جدًا.

والخبر السار في هذا الصدد يتم نشره كما ورد في مجلة Optics Letters التي تصدر في إطار الجمعية البصرية الأمريكية. تتيح التكنولوجيا التي طورها الباحثون في كامبريدج والتخنيون فصلًا زاويًا عاليًا حتى في التلسكوبات متوسطة الحجم، عن طريق "تجاوز حد الحيود".

تعتمد الطريقة التي يقترحها الباحثان على تضخيم الفوتونات: حيث يتم وضع مكبر للصوت خلف عدسة التلسكوب، وهو عبارة عن وسط يحتوي على ذرات. عندما يأتي الفوتون الفلكي من النجم ويمر عبر عدسة التلسكوب، فإنه يصطدم بإحدى هذه الذرات ويتسبب في إطلاق عدد كبير من الفوتونات (الفوتونات القسرية). كما أن هذه الفوتونات تخضع لظاهرة الحيود، لكن بما أنها "تأتي بكميات كبيرة" فمن الممكن إعادة بناء زاوية تأثيرها الأصلية (الفلكية) حسب تأثيرها على الكاشف وبناء على حسابات رياضية وإحصائية. ) الفوتون في العدسة. وهذا يتناقض مع الحساب المباشر الذي يعتمد على الفوتون الأصلي فقط (في حالة عدم وجود مكبر للصوت). تعمل الطريقة المبتكرة على زيادة الدقة الزاوية للتلسكوب 10 مرات - دون زيادة حجم العدسة.

ينبع الإحجام الحالي عن استخدام تضخيم الفوتون من حقيقة أن الانبعاث القسري يصاحبه أيضًا انبعاث تلقائي يزيد من الضوضاء في النظام (أي يقلل من قدرة الفصل). ولهذا السبب يقترح كليرر وريبك استخدام الطريقة الجديدة فقط في رشقات الفوتون الكبيرة بشكل خاص، وليس في رشقات نارية صغيرة، حيث يكون الضجيج النسبي مرتفعًا.

ويشير الباحثان إلى أن "أحد العيوب المحتملة للطريقة المقترحة هو فقدان الحساسية في الصور المنتجة، ولكن هذا ثمن يستحق القفزة الكبيرة في مستوى الفصل الزاوي. علاوة على ذلك، يمكن التغلب جزئيًا على فقدان الحساسية عن طريق زيادة أوقات التعرض، أي تمديد وقت المراقبة."

ويقول البروفيسور كيلر، الذي أدت أبحاثه الأخيرة إلى اكتشاف كواكب شبيهة بالأرض على بعد 39 سنة ضوئية من الأرض، إنه "على الرغم من أن هذه الكواكب قريبة منا من الناحية الفلكية، إلا أنه سيكون من الصعب للغاية بناء تلسكوبات كبيرة بما يكفي لرصدها". يراهم. ومن هنا تأتي أهمية الاكتشاف الذي يتم نشره الآن."
للحصول على المقال كاملا