Панкратов А. Л. (Институт физики микроструктур РАН, НТУ) "Приемники для радиоастрономии и поиска темной материи"

Thursday 27 Jun 2024, 10:30 → 12:30 Europe/Moscow

Семинар НЭОЯСиРХ по ядерной спектроскопии и радиохимии, структуре атомного ядра, неускорительной физике нейтрино и астрофизике

Конференц-зал НЭОЯСиРХ

На семинаре будут представлены результаты разработки и исследования приемников ТГц диапазона частот для задач радиоастрономии на основе контактов сверхпроводник-изолятор-нормальный металл (СИН) с эффектом электронного охлаждения поглотителя — болометров на холодных электронах (БХЭ). В результате дальнейшей оптимизации дизайнов приемных систем, в частности добавления ловушек из нормальных металлов и использования гибридных структур сверхпроводник/ферромагнетик, усилено подавление андреевского тока, в результате чего удалось достичь рекордного электронного охлаждения, с 300 до 65 мК и с 256 до 48 мК. Разработаны и измерены образцы, полностью изготовленные в Нижнем Новгороде совместно ИФМ РАН и НГТУ, с БХЭ в виде метаматериала с кольцевыми антеннами, а также с копланарными антеннами. Структуры с СИН-контактами также могут использоваться в качестве термометров и микрокалориметров для считывания сигналов с кремниевых детекторов в задачах поиска темной материи и определения магнитного момента нейтрино.

Также на семинаре будет изложен текущий прогресс в области микроволновых детекторов одиночных фотонов для поиска темной материи на основе контактов сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (СИС). В качестве источника микроволновых фотонов используются классические источники: синтезаторы, дающие пуассоновскую статистику фотонов, и СВЧ-резонаторы, являющиеся источниками тепловых фотонов. Показано, что эффективность детектирования тепловых фотонов СИС-контактом достигает 40%, при этом наблюдается супер-пуассоновская статистика, подтверждающая природу тепловых фотонов. Такие детекторы, благодаря их высокой эффективности, уже сейчас могут быть использованы в экспериментах по поиску аксионов.

Будут также рассмотрены текущие результаты по созданию TES микрокалориметров для определения магнитного момента нейтрино в рамках проекта НЦФМ (Национальный центр физики и математики, г. Саров). Такие микрокалориметры предполагается изготавливать на основе тонких пленок гафния. Будут описаны результаты измерений пленок Hf, а также проблемы создания систем считывания сигналов на основе СКВИДов.