Tecnología del detector
El Detector de Inductancia Cinética de Elementos Agrupados o LEKID (por sus siglas en Inglés, Lumped-Element Kinetic Inductance Detector), inventado y desarrollado por el grupo de instrumentación astronómica en la Universidad de Cardiff, es uno de las tecnologías fundamentales de MUSCAT. Esta nueva tecnología de detectores mide el cambio de fase de un circuito superconductor que varia de acuerdo a la absorción de la radiación milimétrica. Esta elegante solución permite el multiplexado de cerca de 1,000 pixeles en un par de cables coaxiales, mudando los complejos componentes de lectura de temperaturas criogénicas a temperatura ambiente. El LEKID, así como es simple de multiplexar, es también increíblemente sencillo de fabricar, al requerir para un arreglo común, de una sola deposición por cada paso.
El límite del ruido fundamental de un LEKID está impuesto por la generación y recombinación aleatoria de electrones emparejados en la sección de meandro. Para MUSCAT, este límite es aproximadamente dos órdenes de magnitud menor que el impuesto por el ruido de fotones de fondo típico de las condiciones observacionales en el sitio del GTM. más aun, el desempaño requerido en estos de detectores ha sido demostrado tanto en pruebas de laboratorio como en arreglos de gran formato en el instrumento NIKA alojado en el telescopio de 30 metros IRAM. El arreglo de plano focal de MUSCAT consiste de más de 1,500 LEKID y la óptica ha sido diseñada de tal forma que se maximice su uso en el GTM de 50 metros.
Crióstato
Los detectores de MUSCAT se encuentran alojados dentro de una plataforma criogénica desarrollada de forma única, la cual también guarda componentes ópticos a baja temperatura. Para maximizar la sensibilidad de los LEKIDs, los detectores son enfriados a una temperatura de 100 mK (-273.05°C) a través de una serie de sistemas de enfriamiento. Este enfoque también da lugar a una plataforma versátil que puede expandirse y adaptarse para asegurar el rendimiento de la inversión en el largo plazo.
La primera etapa de enfriamiento de MUSCAT utiliza un enfriador de pulso de tubo de 2.0 W de Cryomech, el cual provee un enfriamiento de hasta 4 K (-269.15°C). MUSCAT utiliza una novedosa combinación de enfriadores de adsorción continua y un refrigerador de dilución miniatura desarrollado por Chase Cryogenics en colaboración con el grupo de Instrumentación Astronómica (AIG por sus siglas en inglés) de la Universidad de Cardiff.
Óptica y Filtrado
MUSCAT se acopla ópticamente con el GTM a través de una serie de espejos y receptores de corneta, todos designados para maximizar el campo de visión provisto por la superficie reflectora primaria de 50 metros de diámetro del telescopio. La banda óptica de MUSCAT está definida por la tecnología, líder mundial, de filtros de malla de la Universidad de Cardiff. La fracción del equipo de Reino Unido ha diseñado, construido y optimizado filtros para una óptima selección dentro de la banda y el rechazo de la radiación que esté fuera de la banda, proveniente del instrumento, el telescopio y el cielo.
Detector Readout
MUSCAT utiliza lectura innovadora, especialmente desarrollada y basada en las tarjetas FPGA (por sus siglas en Inglés, Field Programmable Gate Array) ROACH2.