Det är inte lätt att göra både astronomer och läkare nöjda på samma gång. En sådan konstart kommer dock sannolikt att lyckas för ingenjörer från University of California, Santa Cruz, som har utvecklat framtidens spektrometer.
Forskargruppen under ledning av Kevin Bundy och Holger Schmidt står bakom en lösning som enligt dem kombinerar låga produktionskostnader med mycket hög prestanda. En sådan spektrometer förväntas samtidigt vara extremt mångsidig, eftersom den kan användas för rymdobservationer och medicinsk diagnostik.
Spektrometrar har varit kända inom vetenskapen under en förvånansvärt lång tid, eftersom de dök upp så tidigt som på 1600-talet. Grunden för deras funktion är att ljusvågor separeras i spektra, från vilka deras sammansättning kan identifieras. Naturligtvis har prestandan hos dessa instrument och deras kompakthet förbättrats dramatiskt under århundradena, och varianten från Kalifornien förväntas vara toppmodern i detta avseende.
Den nya spektrometern kan mäta ljus med en våglängdsupplösning på 0,05 nanometer. För att uppnå en liknande upplösning har man hittills behövt använda 1000 gånger större enheter. Kort sagt: till ett lägre pris och med ett betydligt mindre fotavtryck kan forskare få tillgång till en enhet som levererar resultat på samma nivå som de bästa hittills.
Spektrometern har utformats av forskare vid University of California, Santa Cruz, och kännetecknas av kompakt storlek, hög noggrannhet och relativt låga produktionskostnader
Spektrometrar kan variera från varandra, vilket är särskilt märkbart när man tittar på deras storlek. De största är lika stora som hela byggnader! De mindre, som visserligen hade utvecklats tidigare, tenderade att ligga klart efter i fråga om lämplighet, för att inte tala om de betydligt högre produktionskostnaderna. Det senare problemet uppstod främst på grund av behovet av mycket exakta operationer i nanoskala.
I den revolutionerande lösningen från USA används en vågledare som monteras på ett chip. Där separeras ljuset i olika färger och analyseras sedan med hjälp av en maskininlärningsalgoritm. På så sätt avkodas och rekonstrueras bilden. Tack vare den ovan nämnda algoritmen är det möjligt att säkerställa hög precision även med inte särskilt exakta indata.
Även själva produktionsprocessen är förvånansvärt okomplicerad och därför mycket snabb. Med tanke på de många potentiella användningsområdena är det inte svårt att föreställa sig hur banbrytande implementeringen av sådana spektrometrar skulle kunna vara. Deras utvecklare talar om att använda dessa enheter för astronomiska observationer. Föreställ dig till exempel att samla in information om atmosfärens sammansättning på avlägsna exoplaneter, vilket skulle kunna visa om det finns liv på dem. Utöver detta finns det medicinsk diagnostik inblandad, till exempel att upptäcka cancerskador eller identifiera infektionssjukdomar.
