Projektbeschreibung
Revolutionäres integriertes System könnte das Verständnis für die Entstehung des kosmischen Netzes vertiefen
Einige Regionen in unserem Universum, z. B. Galaxien, weisen eine höhere Materie- und Energiedichte auf. Andere Regionen scheinen fast leer zu sein. Dieser Kontrast zwischen langen und komplexen Galaxienhaufen und leeren Regionen bildet ein kosmisches Netz, das sich ständig weiterentwickelt. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts TIFUUN werden 3D-Karten von großen Teilen des Universums erstellt, um die Geschichte der Materie zu entschlüsseln und Galaxien und Materie in sehr großem Maßstab besser zu verstehen. Entscheidend für dieses Vorhaben ist die Entwicklung eines Instruments – eines Integralfeldspektrografen – mit einem supraleitenden Schaltkreis zur Messung des fernen Infrarotlichts, das aus fernen Regionen des Universums stammt. Die vorgeschlagene Technologie wird zunächst beim Atacama Submillimeter Telescope Experiment in Chile eingesetzt.
Ziel
"The next challenge in millimeter-submillimeter (mm-submm) astronomy is to generate 3D maps of statistically large cosmic volumes with complete spectral information, to uncover the history of cold matter back to the first billion years of the Universe, the evolution of hot matter in galaxy clusters, and the emergence of cosmic large-scale structure from those baryonic materials.
Vital for this endeavor is the integral field unit (IFU), which is a 2D array of spectrometers that instantaneously measures the spectrum of all points in the image. The IFU has reshaped astronomy at shorter visible wavelengths, but it is totally absent for mm-submm waves, because it falls out of reach of any existing technology.
Here I propose to revolutionize astronomy by developing a Terahertz Integral Field Unit with Universal Nanotechnology (TIFUUN). TIFUUN hosts mm-submm IFUs that each have up to 217 spectrometer pixels (spaxels), a wide instantaneous bandwidth up to 1:2, and a sufficiently high spectral resolving power up to R = 1,000, operating at photon-noise limited sensitivity. The breakthrough is the integrated superconducting spectrometer (ISS) technology, which allows to miniaturize the entire IFU onto a commercial 150-mm diameter silicon wafer.
I will take TIFUUN to the ASTE 10-m telescope with a set of science-tailored IFUs, and perform ground-breaking observations in 1) ultra-wideband spectroscopy of dusty star-forming galaxies, 2) unbiased mapping of high-redshift line-emitting galaxies, 3) line-intensity mapping of the cosmic large-scale structure, and 4) diagnosis of galaxy clusters using the Sunyaev-Zeldovich effect. I will make the tools for designing the IFU open source, encouraging the astronomical community to propose science in combination with optimized IFU designs. This cost-effective ""open-hardware"" concept marks a new paradigm that opens the specialized field of superconducting instrumentation to the world, bridging cutting-edge nanotechnology and cosmology."
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedGastgebende Einrichtung
2628 CN Delft
Niederlande