Сибирские ученые помогут телескопу найти темную материю

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». 

 

«Наука в Сибири»

 

Фото Алёны Литвиненко