Сибирские ученые изучают причины расширения Вселенной за последние 10 млрд лет

Ученые ИАиЭ СО РАН разработали компьютерно синтезированную голограмму для телескопа, способного найти темную материю.

Специалисты Института автоматики и электрометрии СО РАН в сотрудничестве с немецкой компанией Dioptic разработали голограмму, чтобы настроить четырехлинзовый объектив. Он нужен для работы с ближнеинфракрасным спектрометром и фотометром нового космического телескопа «Евклид», задача которого — исследовать причины расширения Вселенной и найти темную материю, сообщает издание «Наука в Сибири».

Классическая голограмма образуется за счет интерференции (взаимодействия) двух пучков света, один из которых отражается от объекта. При облучении голограммы можно восстановить изображение объекта, поэтому она по сути — его закодированная трехмерная фотография или модель. Компьютерно синтезированная голограмма, в отличие от классической, рассчитывается на компьютере и записывается лазерным пучком на плоской стеклянной пластине.

— Если облучить лазерным пучком компьтерно синтезированную голограмму, можно сравнить такую виртуальную модель (в данном случае линзу) с реальным объектом и определить отклонение его формы от расчетной с чувствительностью до нескольких нанометров. Этот метод широко используется в оптической промышленности для контроля изготавливаемых асферических линз и зеркал, — рассказывает старший научный сотрудник ИАиЭ СО РАН кандидат технических наук Руслан Камильевич Насыров.

Технология изготовления таких голограмм сейчас совершенствуется в ИАиЭ СО РАН в рамках проекта РНФ «Развитие сверхразрешающей термохимической лазерной технологии формирования компьютерно синтезированных дифракционных наноструктур».

В 1990-х годах ИАиЭ СО РАН начал сотрудничать с немецкой компанией Dioptic, которая также занималась оптическими методами контроля. В процессе специалисты разработали новые методы и технологии контроля сложных оптических систем с помощью голограмм. Один из таких методов использован в Институте внеземной физики Общества Макса Планка для настройки ближнеинфракрасного спектрометра и фотометра (тепловизионной установки) космического телескопа «Евклид», рассчитанного на поиск темной материи.

Космический телескоп «Евклид» разрабатывается Европейским космическим агентством в рамках консорциума, в который входят несколько десятков университетов и компаний. Планируемое время запуска — 2021 год. Миссия космической программы — исследование расширения Вселенной за последние 10 миллиардов лет. Предполагается, что телескоп поможет понять, почему расширение Вселенной ускоряется, а также — какова природа источника, ответственного за это ускорение.

Проблема поиска темной материи заключается в том, что она, в отличие от звезд, практически не излучает свет. Для ее обнаружения нужна сверхчувствительная оптическая система, которая смогла бы увидеть объекты с очень слабым излучением на огромном расстоянии. Такая система очень сложна и требует точной регулировки. Одним из ее компонентов является объектив, настройка которого была выполнена при помощи компьютерно синтезированной голограммы, разработанной в ИАиЭ СО РАН.

— Как правило, в компьютерно синтезированных голограммах, используемых для контроля зеркал астрономических телескопов, закодирована только одна оптическая поверхность, — заключает Руслан Насыров. — В этой работе в голограмме был закодирован целый объектив, состоящий из четырех линз. С ее помощью в Институте внеземной физики Общества Макса Планка удалось собрать нужную аппаратуру и установить все линзы на свои позиции с точностью до микрона.

Фото: издание «Наука в Сибири», автор- Алёна Литвиненко