NIST: nadprzewodzące detektory pojedynczych fotonów o szerokości do 0,1 mm osiągają granicę wydajności materiału, a liczba zliczeń ciemnych spada o 10 rzędów wielkości
Amerykański Narodowy Instytut Norm i Technologii (NIST) opisał 24 sierpnia 2026 r. nadprzewodzące detektory pojedynczych fotonów (SNSPD) z drutem szerokim do 0,1 mm, ponad sto razy szerszym niż typowe 100 nm. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Optica 19 sierpnia 2026 r.
- W SNSPD foton tworzy w nadprzewodzącym drucie gorący punkt, który zakłóca przepływ prądu i daje impuls napięcia. NIST doprowadził wcześniej takie detektory do wykrywania 98% padających fotonów, ale ich nanometrowa szerokość wymaga specjalistycznej produkcji, a defekty skupiają prąd przy krawędziach drutu, co ogranicza prąd roboczy i zwiększa liczbę fałszywych zliczeń (zliczeń ciemnych).
- Zespół umieścił po obu stronach detektora nadprzewodzące „szyny” zasilane prądem; ich pole magnetyczne rozkłada prąd równomiernie na całej szerokości drutu. Pozwala to stroić detektor w trakcie pracy aż do reżimu ograniczonego tylko jakością materiału, a według artykułu w Optica zmniejsza częstość zliczeń ciemnych o 10 rzędów wielkości.
- Granicę wydajności materiału pokazano dla drutów szerokich do 0,1 mm, a dla detektora o szerokości 20 µm – dwudziestokrotnie szerszego niż dotychczasowe rozwiązania – wewnętrzną sprawność detekcji bliską jedności przy długości fali 4 µm. Szerokie detektory są niewrażliwe na polaryzację.
- Według NIST nie wiadomo jeszcze, czy szerokie detektory osiągną sprawność 98% swoich nanometrowych odpowiedników – potrzebne są dalsze badania. Prostsza budowa ma ułatwić wytwarzanie dużych detektorów i matryc, m.in. do astronomii; detektory SNSPD stosuje się też w łączności kwantowej i kosmicznej. Autorami artykułu (Optica, t. 13, nr 8, s. 1649) są K. Parzuchowski, E. Mueller i współpracownicy.
Źródło: NIST — NIST Researchers Supersize Quantum Technology to Help Detect Faint Photons (24.08.2026)