Физикам удалось увеличить разрешение сверхпроводниковой камеры до 400 тысяч пикселей. Скорость работы и чувствительность камеры позволяет получать изображение от сигналов очень слабой мощности, а ее структура — масштабировать устройство в дальнейшем.

Работа опубликована в Nature.

Детекторы на сверхпроводниках применяются во многих областях — от исследований черной материи до квантовых вычислений и коммуникации. Сложно выделить какой-то один параметр, по которому детекторы на сверхпроводниках превзошли полупроводниковые лавинные детекторы — они обладают и высокой эффективностью детектирования фотона (порядка 98 процентов) и небольшим мертвым временем (меньше трех пикосекунд), работают в диапазоне от ультрафиолета до ИК-излучения, а их темновой шум составляет не больше микрогерца.

Один из возможных путей развития технологии сверхпроводниковых детекторов — создание сверхчувствительных камер. Чтобы собрать из детекторов камеру, необходимо очень быстро и очень точно определять, какой именно детектор сработал. Для этого можно считывать сигнал отдельно с каждого детектора, подводя к нему свою шину, но такой подход сложно масштабировать — для 20 тысяч пикселей нужно 20 тысяч управляющих шин — такая система окажется очень громоздкой. Можно делать длинные детекторы и измерять время прилета электрона, обрабатывать эти данные и тоже получать изображения. Однако, и тут возникает сложность масштабирования — изготовить такие детекторы технически сложно.

Группа физиков из Национального института стандартов и технологий под руководством Адама Маккогана (A. N. McCaughan) объединила два этих подхода и сделала камеру с разрешением в 400 тысяч пикселей. Им удалось превзойти предыдущую реализацию камеры на сверхпроводниковых диодах в 20 раз.