美国宇航局戈达德太空飞行中心的特蕾莎·约翰逊和洛里·基西 中学毕业后的研究员伊莎贝拉·布鲁尔是创造下一代伽马射线探测器AstroPix的团队成员之一
学分:美国宇航局/特蕾莎·约翰逊 美国宇航局的天体物理学家和工程师正在改造地球超级对撞机使用的探测器，并以电子公司生产包括手机和笔记本电脑在内的所有现代消费设备的相同方式制造它们
新的基于像素的硅探测器技术可以用于下一代伽马射线观测站，以探测宇宙中最强大事件(包括碰撞星系和黑洞)发出的高能光子
新的探测器将像数码相机一样检测这些光子，并且比目前的天基探测器使用更少的能量
地下超级对撞机的实验采用了相同的硅像素型探测器，以极高的能量将质子和离子加速到接近光速的相反方向
它们的碰撞旨在重现大爆炸后主宰宇宙的条件
虽然效率很高，但目前的硅像素技术需要大量的电力，如果用于通常由太阳能电池板供电的空间，这将是一个挑战
进入AstroPix 马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体物理学家、美国宇航局南希·格雷斯·罗曼技术奖学金项目研究员雷吉娜·卡普托说:“目前的挑战是找到降低像素所需功率的最佳方法，因为地面仪器可以获得它们想要的所有功率。”
她是戈达德探测器开发工作的首席研究员
卡普托和她的团队，包括戈达德天体物理学家杰瑞米·帕金斯和研究生研究员伊莎贝拉·布鲁尔，最初在戈达德内部研究和发展(IRAD)项目的支持下开始工作
该团队已经获得了美国宇航局天体物理研究和分析项目的技术开发支持
像粒子物理社区一样，卡普托正在试验一种被称为互补金属氧化物半导体(CMOS)的制造工艺，美国国家航空航天局的喷气推进实验室将其用于航天应用
半导体工业使用这种技术制造现代电子器件
“这个过程使我们不仅可以从进入探测器的粒子中收集能量，还可以在同一种探测器材料中放大它们的信号
这使得这些探测器不那么昂贵和嘈杂，”卡普托说
凭借APRA奖，卡普托和她的团队正在设计新的像素探测器，这些探测器经过优化，有可能在太空中使用
他们已经把他们的第一个版本的AstroPix送到一个半导体铸造厂——制造计算机芯片的同一家工厂——进行制造
“我们希望今年夏天能把AstroPix拿回来进行测试，”她说
“这是进步
" 首席研究员雷吉娜·卡普托和她的团队为测试基于像素的硅探测器技术而组装的伽马射线探测器系统的试验板
由阿尔贡国家实验室提供的实际探测器是位于垂直板上的矩形件
最终的设计将是定制的，更简单
信用:美国宇航局/特蕾莎·约翰逊 检测器优势 通过与费米伽马射线太空望远镜上的探测器进行比较，AstroPix的优势得到了最好的说明
费米还使用硅基探测器，但它的传感器由层层组装的硅条组成
这些层相互垂直交叉，形成一个网格，精确定位伽马射线击中探测器时产生的高能粒子的位置
然而，使用AstroPix，一旦粒子接触到单个像素而不是硅带层，就会被记录下来，这使得探测器能够用更少的层创建粒子路径图
卡普托说:“以前的硅条检测技术经历了一系列将电荷转换成数字信号的过程，而新的基于像素的技术可以同时完成所有这些过程，因为读出数据与每个像素集成在一起。”
这样，像素检测器将降低其功率需求，以在空间中发挥最佳功能
该团队正在戈达德的天体物理实验室测试像素探测器，使用镉等放射源，让像素化硅进行探测
这些测试有助于确定像素检测器的能量分辨率是等于还是优于硅条检测器
布鲁尔说:“这些辐射源可以部分复制太空中发现的辐射类型，尽管辐射剂量要低得多。”
如果得到证实，未来的任务可能会受益 珀金斯说，在这项技术被用于未来的伽马射线任务之前，AstroPiX团队必须证明这些硅像素探测器的有效性
事实上，除了提高位置灵敏度、能量分辨率和降低功耗之外，像素检测器技术很容易成为任何粒子检测任务的最佳选择，因为它们易于生产且价格低廉，尤其是与硅条检测器相比
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