alt=Image of kinetic inductance detectors.|miniatura|Xip que conté detectors d'inductància cinètica d'alumini amb absorbents d'estany. Crèdit de la imatge: Argonne National Lab. El detector d'inductància cinètica (KID), també conegut com a detector d'inductància cinètica de microones (MKID), és un tipus de detector de fotons superconductor capaç de comptar fotons individuals mentre mesura simultàniament la seva energia i temps d'arribada amb alta precisió. Van ser desenvolupats per primera vegada per científics de l'Institut Tecnològic de Califòrnia i del Laboratori de Propulsió a Raig el 2003. Aquests dispositius funcionen a temperatures criogèniques, normalment per sota d'1 kelvin. S'estan desenvolupant per a la detecció astronòmica d'alta sensibilitat per a freqüències que van des de l'infraroig llunyà fins als raigs X. Els KID són notables com a fotosensors que poden diferenciar les energies dels fotons incidents, tot i que estan limitats per la incertesa quàntica a una resolució espectral aproximada de R≈100.
Principi de funcionament Els fotons que incideixen sobre una tira de material superconductor trenquen els parells de Cooper i creen un excés de quasipartícules. La inductància cinètica de la tira superconductora és inversament proporcional a la densitat de parells de Cooper i, per tant, la inductància cinètica augmenta amb l'absorció de fotons. Aquesta inductància es combina amb un condensador per formar un ressonador de microones la freqüència ressonant del qual canvia amb l'absorció de fotons. Aquesta lectura basada en ressonadors és útil per desenvolupar matrius de detectors de gran format, ja que cada KID es pot adreçar mitjançant un únic to de microones i es poden mesurar molts detectors mitjançant un únic canal de microones de banda ampla, una tècnica coneguda com a multiplexació per divisió de freqüència. Aquest canvi en la freqüència ressonant també provoca un canvi de fase proporcional a l'energia del fotó incident, que és la principal manera d'identificar les deteccions.
Aplicacions Els KID s'estan desenvolupant per a una varietat d'aplicacions astronòmiques, incloent la detecció de longituds d'ona mil·limètriques i submil·limètriques a l'Observatori Submil·limètric de Caltech, l'Experiment Atacama Pathfinder (APEX) a l'Observatori Llano de Chajnantor, l'Observatori CCAT, el Telescopi Gran Mil·limètric i el telescopi IRAM de 30 m. També s'estan desenvolupant per a la detecció òptica i d'infraroig proper a l'Observatori Palomar. Els KID també han volat en dos telescopis transportats per globus, OLIMPO el 2018 i BLAST-TNG el 2020. També estan previstos per als espectròmetres del telescopi PRobe Far-Infrared Mission for Astrophysics (PRIMA), que la NASA va seleccionar com un dels dos possibles futurs telescopis espacials. També són la base d'una nova classe d'espectròmetres d'alta resolució multiobjecte que substituirien el segon element dispersiu d'un espectrògraf d'escales i el fotosensor per una matriu KID lineal. Els KID també han guanyat popularitat com a alternativa més compacta, de menor cost i menys complexa als sensors de vora de transició.
Referències
Categoria:Superconductivitat Categoria:Detectors de partícules