利用金刚石中的氮空位中心提高X射线望远镜的能量和角分辨率
天体物理仪器与方法
2025-11-06 v1 量子物理
摘要
我们介绍了一种用于提高当前X射线望远镜能量和角分辨率的焦平面探测器。该架构将顺磁吸收垫的金属磁性微量热计(MMC)阵列与金刚石中的薄层氮空位(NV)中心集成，用于同步光学读出。入射的X射线光子在保持在约35 mK的吸收垫中引起温度瞬变。这个随时间与温度变化的磁场瞬变随后被直接放置在吸收垫下方、保持在4 K的金刚石NV中心进行光学成像。对于与12米焦距望远镜配合使用的10微米吸收体长度，我们的设计产生了约0.17角秒的最优角分辨率和约0.70 eV的能量分辨率。我们的NV-MMC设计通过实现对整个MMC阵列的同步光学读出，改进了当前由超导量子干涉器件(SQUID)读出的过渡边缘传感器(TES)或MMC。由于不需要额外的低温复用电子设备，我们的方法可以自然地扩展到更大、更精细的阵列，支持更精细的角分辨率和更宽的视场。
引用
@article{arxiv.2511.02961,
title = {Improving the Energy and Angular Resolutions of X-ray Telescopes with Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond},
author = {Ephraim Gau and Zhongyuan Liu and Henric Krawczynski and Chong Zu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.02961},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 5 figures, 1 table