Высоко на горе, в Чили сухая кость Атакама пустыня Европейская Южная обсерватория (ЕЮО) в настоящее время строит крупнейший в мире оптический телескоп.
Никакое время не было потрачено впустую на выбор имени - оно будет называться чрезвычайно большим телескопом или ELT.
Вместо этого, огромная энергия пошла на проектирование и строительство мира, самого большого глаза на небе, который должен начать собирать изображения в 2028 году и, скорее всего, расширить наше понимание Вселенной.
Ничего из этого не было бы возможно без самых передовых зеркал из когда-либо созданных.
Д-р Элис Вернет - специалист по адаптивной оптике в ЭСО и осуществляет надзор за разработкой пяти гигантских зеркал, которые соберут и поведут свет к измерительному оборудованию телескопа.
Каждое из заданных зеркал ELT/LTS является подвигом оптического дизайна.
Доктор Вернет описывает 14-футовое (4,25 м) выпуклое зеркало M2 как кусок искусства.
Но, возможно, зеркала М1 и М4 лучше всего отражают уровень интриги и требуемой точности.
Первичное зеркало М1 является самым большим зеркалом, которое когда-либо создавалось для оптического телескопа.
По словам д-ра Вернета, он ведёт себя как идеальное монолитное зеркало.
M1 соберет в 100 миллионов раз больше света, чем человеческий глаз, и должен быть в состоянии поддерживать положение и форму до уровня точности в 10 000 раз лучше, чем человеческий волос.
M4 является крупнейшим деформируемым зеркалом, которое когда-либо создавалось, и сможет менять форму 1 000 раз в секунду для корректировки на атмосферные турбулентности и вибрацию самого телескопа, которые в противном случае могли бы искажать изображения.
Его гибкая поверхность состоит из шести лепестков из стеклянного керамического материала толщиной менее 2 мм (0,075in).
Лепестки были сделаны Шоттом в Майнце, Германия, а затем отправлены в инженерную фирму Safran Reosc за пределами Парижа, где они были отполированы и собраны в полное зеркало.
Все пять зеркал близятся к завершению и вскоре будут доставлены в Чили для установки.
В то время как эти огромные зеркала будут использоваться для улавливания света космоса, соседи ЭСО в Гистере, в Институте Quantum Optics Макса Планка, создали квантовое зеркало для работы в самых крошечных масштабах, которые можно себе представить.
В 2020 году исследовательская команда смогла создать единый слой из 200 гармонизированных атомов, вел себя коллективно, чтобы отразить свет, фактически создавая такое маленькое зеркало, которое не может быть видно невооруженным глазом.
В 2023 году им удалось поместить один атом с микроскопическим управлением в центр массива, чтобы создать никвантумный переключатель, который может быть использован для контроля транспарентности или отражения атомов.
Теоретики предсказывали, и мы наблюдали это на экспериментальной основе, что в этих заказанных структурах, как только вы поглощаете фотон и его снова принимают, он фактически излучает [в одном предсказуемом] направлении, и это делает его зеркалом, говорит доктор Паскаль Векссер, постдокторальный исследователь в институте.
Эта способность контролировать направление светоотражающего атома может иметь будущие приложения в ряде квантовых технологий, таких, например, как хак-непроницаемые квантовые сети для хранения и передачи информации.
Вдоль северо-запада в Оберкочене вблизи Штутгарта Зейсс производит зеркала с другой экстремальной собственностью.
Компания оптики потратила годы на разработку ультрафлатного зеркала, которое стало ключевым компонентом в машинах, печатающих компьютерные чипы, называемые ультрафитральными литографическими машинами, или EUVs.
Голландская компания ASML является ведущим создателем EUV, и зеркала Zeiss являются одним из их важнейших компонентов.
Зеиссц зеркала EUV могут отражать свет на очень маленьких длинах волны, что обеспечивает ясность изображения в крошечном масштабе, так что все больше и больше транзисторов можно печатать на одной и той же площади кремния.
Чтобы объяснить, насколько плоские зеркала, доктор Фрэнк Ромунд, президент производства полупроводниковой оптики в Зейссе, использует топографическую аналогию.
▪ Если бы вы взяли домашнее зеркало и взорвали его до размера Германии, то самая высокая высота была бы 5 метров.
На космическом зеркале [как в Космическом телескопе Джеймса Уэбба] он будет равен 0,75 м.
В зеркале EUV это было бы 0,1 мм,он объясняет.
Эта ультразвуковая поверхность зеркала в сочетании с системами, которые контролируют расположение зеркала, также сделанные Зейсс, дают уровень точности, эквивалентный выскальзыванию света с зеркала EUV на поверхности Земли, и выбирают мяч для гольфа на Луне.
Хотя эти зеркала уже могут звучать экстремально, у Зейсса есть планы по совершенствованию, чтобы сделать еще более мощные компьютерные чипы.
▪ У нас есть идеи о том, как продолжить развитие ЕСВ.
К 2030 году цель состоит в том, чтобы иметь микрочип с триллионом транзисторов.
Сегодня мы, может быть, сто миллиардов долларов. Эта цель приблизилась к последней технологии Зейсс, которая позволяет печатать примерно в три раза больше строений на одном и том же участке, чем нынешнее поколение машин для производства чипов.
▪ В полупроводниковой промышленности доминирует надежная < < дорожная карта > >, которая обеспечивает барабанный бой для всех игроков, которые вносят свой вклад в решение проблемы.
С помощью этого мы можем обеспечить прогресс в области изготовления микрочипа, что сегодня допускает такие вещи, как искусственный интеллект, которые были немыслимы даже десять лет назад, говорит доктор Ромунд.
То, на что человечество поймет и на что оно способно через десять лет, еще предстоит увидеть, но зеркала, несомненно, будут в центре технологий, которые привезут нас туда.