¿Puedo construir un detector CMBR?

Gracias por hacer esta maravillosa pregunta y su interés en esta importante área.

Apoyaría las respuestas dadas por colegas capaces antes que yo, y me esforzaría por agregar algunas cosas notables.

Sin duda, puede construir un detector CMBR (al menos hasta unos pocos GHz) y sería un gran proyecto, el principal problema es el ruido y los problemas asociados con las altas frecuencias con las que está intentando trabajar. Una vez que supere los 4 GHz, se volverá loco, su hardware no podrá leer ninguna señal correctamente a menos que haya realizado un diseño de ingeniería serio para RF de alta frecuencia.

El área de la electrónica con la que está tratando de trabajar pertenece a la ingeniería de RF de alta frecuencia, y esta no es una tarea fácil, ni un trabajo electrónico habitual. He hecho electrónica desde que tenía 13 años, pero me llevó dos años aprender todo esto e incluso entonces no puedo ir más allá de ciertos límites.

Debe aprender un diseño de ingeniería de RF adecuado y cómo desarrollar aplicaciones en esta área. Solo entonces podrá suprimir el ruido y escuchar / medir algo significativo, que realmente corresponda a una señal CMBR.

En segundo lugar, además de hacer un diseño de detector CMBR viable, debe operarlo a temperaturas criogénicas (helio líquido) de menos de aproximadamente 2K. Esto agrega más desafíos al diseño.

Pero, es una búsqueda que vale la pena, aprendería mucha ciencia en el proceso y, además, podría usarla para muchas otras aplicaciones útiles en física y astronomía.

Para empezar, debe construir dos piezas importantes de hardware, en primer lugar, un amplificador de bajo ruido (LNA) y luego una antena adecuada para detectar CMBR. Para la antena, busque en los libros o en la red las antenas adecuadas para la frecuencia que desea medir.

Aquí hay algunos recursos que pueden ayudarlo.

En primer lugar, el mejor lugar donde se hacen los mejores detectores CMBR, etc., es probablemente NRAO en mi humilde conocimiento, el Observatorio Nacional de Radioastronomía.

Echa un vistazo aquí:

Amplificadores de bajo ruido: superando los límites del bajo ruido

Luego, recientemente escribí un artículo sobre ingeniería de RF para principiantes, eche un vistazo:

Ingeniería de RF para principiantes: cómo abordar al toro por los cuernos

Una vez que haya adquirido una comprensión básica, aquí hay un artículo de investigación que escribí recientemente sobre el diseño de un amplificador de muy bajo nivel de ruido, especialmente para aplicaciones criogénicas. He escrito este documento de una manera bastante completa y pedagógica para ayudar a los entusiastas. Sin embargo, es una ciencia de clase mundial. Si sigue las instrucciones e invierte tiempo en ello, tomando todo en serio, podría diseñar y desarrollar un receptor LNA de RF serio para hasta aproximadamente 4 GHz. Más de 4 GHz no es una tarea trivial y una persona no puede hacerlo, me temo, requiere material y consideraciones y trabajo en equipo profesional. Entonces necesitaría una antena y un analizador de espectro, este último es un equipo costoso, pero afortunadamente con las soluciones basadas en PC ahora tiene SAs baratas disponibles hasta aproximadamente 5 o 6 GHZ.

Amplificación, detección y espectroscopía de bajo ruido de sistemas ultrafríos en cavidades de RF

Regrese y pregúntenos dónde se queda atrapado.

¡Te deseo lo mejor!

Puede construir su propio radiotelescopio, pero no es fácil. La primera persona en detectar y mapear el CMBR fue un aficionado en la década de 1930. Por supuesto, no se conocía como CMBR en ese momento y su mapa era bastante tosco. El mapa también incluía radiación de otras fuentes cósmicas.

Los dos desafíos principales están en construir una antena y un receptor frontal de bajo ruido. El receptor necesita una figura de ruido de menos de 3db y la antena necesitará una ganancia mayor de 20db para que sea un esfuerzo significativo.

Para simplificar su intento, y no necesariamente para la detección de CMBR, construya un receptor centrado en la línea de emisión de hidrógeno de 21 cm, alrededor de 1,42 GHz. Debería poder detectar picos al barrer la antena más allá de Júpiter.

La FCC ha prohibido la emisión de señales de RF en muchos puntos del espectro de RF para evitar interferencias con la investigación científica.

La intensidad de la señal del CMBR es demasiado débil para ser motivo de preocupación para cualquier dispositivo de comunicación.

El CMBR se extiende mucho más allá de los límites que mencionó, de 300 Mhz a 160 GHz.

Si desea ver el CMBR a bajo precio, simplemente busque uno de esos televisores viejos con las antenas de oreja de conejo y sintonícelo en un canal aleatorio.

Esa estática que está en su pantalla proviene del CMBR.

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