新型SQUID探测器为新的研究领域开辟了新的灵敏度水平。

Boulder科罗拉多大学和美国国家标准与技术研究所（NIST）的研究人员已经开发出一种新的基于传感器阵列的仪器，它可以为一些应用提供低能量的超低噪声检测。新设备允许收集比以前更多的探测器的数据。本周出版的《应用物理快报》（AIP）上发表的这篇文章预计将在核材料会计、天体物理学和X射线光谱等领域有广泛的应用前景。

该仪器由128个超导传感器组成，并将它们的输出组合成一对同轴电缆提供的单通道。在过去，数组大小受到可用带宽的限制，以便将信号组合成合理数量的输出通道。这项新的研究表明，带宽改善了一百倍，研究人员计划不久将做得更好。他们克服了带宽障碍用很冷的超导微波电路和超导量子干涉器件放大器，称为乌贼，能够提高小信号的强度。SMT贴片加工

新设备使用的射频鱿鱼规范优质的微波谐振器。当这些谐振器耦合到一个公共微波馈线时，每个谐振器调谐到不同的频率，所有传感器都可以同时监控。

科罗拉多大学的Ben Mates说：“这就像是一次通过一台收音机收听数百个广播电台一样。”。他解释说，SQUID谐振器可以在每一个通道提高信号，同时可以同时读出所有的无线电台。

这种新仪器的版本可以在很宽的频率范围内检测信号，从短波长伽马射线或X射线到长波微波。γ射线探测对于核材料核算至关重要，特别是对乏核燃料中钚同位素的追踪。由于钚可以用来制造核武器，因此必须有快速、准确的方法来测量核燃料中用于处理后的钚的数量。

目前跟踪钚的技术采用质谱法，但这种方法费时费力。基于伽马射线光谱技术的速度更快、成本更低的技术不足以排除大型设施中钚含量的微小差异。建造核弹需要的材料只有8-10公斤。新的阵列探测器有助于提高伽马能谱的准确性，以便更容易地追踪核材料。

照片的33通道SQUID多路复用器芯片（20毫米×4毫米），其微波响应显示相关的共振。多个芯片被菊花链连接在一起，以实现更大的复用因子。来源：J.A.B. Mates，科罗拉多大学博尔德分校

在光谱的另一端，这项新的仪器有望改善天文宇宙微波背景辐射的研究，尽管它的强度和偏振度都很小，但重要的是它几乎是均匀的。研究人员预测，他们的仪器的类似版本将被用来寻找偏振的波动，这是宇宙早期时刻通货膨胀时代的标志。

研究人员希望，一个更大的数组将允许他们发展，在斯坦福能源部SLAC工厂合作，能够同时采集和精确测量的许多高能量的X射线从所研究的材料，在加利福尼亚的工厂的X射线自由电子激光独特的光谱仪。从这个强大的工具穿透X射线越来越多地被用来理解超短时间尺度上的物质的性质，但更大的探测器阵列是可取的，即使这个明亮的X射线源。为此，未来的工作将集中在将阵列大小增加到一千个传感器或更多。