Cómo medir un fotón del fondo cósmico de microondas que golpea un electrón

En el fondo cósmico, los niveles de microondas que representan las interacciones de partículas individuales son apenas productivos. El fotón encontraría una capa de electrones en la antena de microondas después de transferir su impulso a los campos de la antena a la que pertenecía el átomo. Amplificar el efecto acumulativo de múltiples partículas que comprenden la onda da como resultado la detección de la señal.

Instrumentos de Planck

La radiación milimétrica es emitida, en algún nivel, por todos los objetos. Esto significa que además de detectar el CMB, los instrumentos de Planck también detectarán la emisión del satélite, e incluso los propios detectores. Para reducir esta emisión, los instrumentos se enfrían a temperaturas criogénicas, con HFI a solo 0.1 K (0.1o por encima del cero absoluto). Sin esto, tratar de detectar el CMB sería como tratar de tomar una foto mientras se ilumina con una linterna brillante en la lente de la cámara. Simplemente al estar en el espacio y protegerse del Sol, Planck puede enfriarse a alrededor de 50 K. Un refrigerador luego enfriará LFI a 20 K, con otros dos refrigeradores que enfrían varias partes de HFI a 4 K o 0.1 K Todos los refrigeradores usan helio para alcanzar temperaturas tan bajas.

El instrumento de baja frecuencia, o LFI para abreviar, medirá la radiación en tres bandas de frecuencia: 30, 45 y 70 GHz (correspondientes, respectivamente, a longitudes de onda de 10, 7 y 4 mm). Hay 22 detectores en total, distribuidos en las tres frecuencias. Los detectores LFI se denominan transistores de alta movilidad de electrones (o HEMT), que son similares a los transistores en las radios, amplifican la señal y la convierten en voltaje. Las 22 bocinas LFI están dispuestas alrededor del borde del instrumento HFI, como se muestra a la izquierda.

A2A
No creo que se pueda hacer eso. “El fotón golpea un electrón” es la dispersión de Compton, y debe tener electrones casi libres (de lo contrario, si están en un átomo, simplemente los golpeará al estado excitado, si la energía del fotón entrante es correcta; en este caso, es demasiado bajo). La superficie del metal es donde uno puede encontrar tales electrones, pero las microondas a unos pocos Kelvin son demasiado “lentas” para hacer algo.

De todos modos, incluso si pudieras “disparar” una sucesión de electrones individuales en la cámara de vacío transparentes a las microondas y medir con precisión su energía y su momento cambiaron, ¿cómo sabrás que CMB es responsable, y no el radar de onda milimétrica en el elegante Mercedes de tu vecino ( Creo que operan aproximadamente a la frecuencia CMB)

Editar: se agregaron más detalles a la pregunta después de responder. Ver la respuesta de Ken.

El experimento de doble rendija se puede realizar fácilmente en una jaula de Faraday, lo que excluiría cualquier posible efecto de la radiación cósmica de fondo de microondas. No esperaría que los resultados cambien. Propone desechar la esencia de la electrodinámica cuántica, una de las teorías mejor probadas de todos los tiempos.

John Bailey, arriba, ha descrito el instrumento utilizado para detectar fotones del CMB.