एपर्चर संश्लेषण और इंटरफेरोमेट्री
एपर्चर संश्लेषण उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली छवियों के पुनर्निर्माण के लिए रेडियो एंटेना की एक सरणी से संकेतों को जोड़ता है, जो सरणी जितनी बड़ी एपर्चर की विभेदन शक्ति का संश्लेषण करता है।
Definition
एपर्चर संश्लेषण अलग-अलग एंटेना के युग्मों से संकेतों को सहसंबंधित करने की एक तकनीक है ताकि आकाश की चमक वितरण के फूरियर घटकों को मापा जा सके और फिर सबसे लंबी आधार रेखा द्वारा निर्धारित रिज़ॉल्यूशन के साथ एक छवि बनाने के लिए इन्हें उलटा और डीकनवोल्यूट किया जा सके।
Scope
यह विषय दो-तत्व इंटरफेरोमीटर और उसके द्वारा मापी गई दृश्यता, दृश्यता को आकाश की चमक से जोड़ने वाला वैन सिटर्ट-ज़र्निके प्रमेय, स्थानिक-आवृत्ति तल का नमूनाकरण और पृथ्वी-घूर्णन संश्लेषण की भूमिका, आयाम और चरण का अंशांकन, और डीकनवोल्यूशन एल्गोरिदम जैसे CLEAN और स्व-अंशांकन को शामिल करता है जो विरल मापों को छवियों में बदलते हैं।
Core questions
- एक इंटरफेरोमीटर वास्तव में कौन सी भौतिक मात्रा मापता है?
- वैन सिटर्ट-ज़र्निके प्रमेय दृश्यताओं को आकाश से कैसे संबंधित करता है?
- पृथ्वी का घूर्णन छवि को क्यों बेहतर बनाता है?
- विरल रूप से नमूनाकृत मापों को एक स्वच्छ छवि में कैसे डीकनवोल्यूट किया जाता है?
Key theories
- वैन सिटर्ट-ज़र्निके प्रमेय
- दो एंटेना पर क्षेत्रों का सहसंबंध, जटिल दृश्यता, आधार रेखा द्वारा निर्धारित स्थानिक आवृत्ति पर आकाश की चमक के फूरियर घटक के बराबर होता है, जो संश्लेषण इमेजिंग के लिए आधार प्रदान करता है।
- पृथ्वी-घूर्णन संश्लेषण
- जैसे-जैसे पृथ्वी घूमती है, अनुमानित आधार रेखाएँ स्थानिक-आवृत्ति तल से होकर गुजरती हैं, इसलिए एक निश्चित सरणी एक रात में कई फूरियर घटकों का नमूना लेती है और इमेजिंग के लिए कवरेज भरती है।
- डीकनवोल्यूशन और स्व-अंशांकन
- क्योंकि कवरेज अपूर्ण है, कच्ची छवि एक जटिल बिंदु-प्रसार फ़ंक्शन के साथ कनवोल्यूटेड होती है, जिसे CLEAN जैसे पुनरावृत्त एल्गोरिदम हटाते हैं, जबकि स्व-अंशांकन स्रोत का उपयोग करके अवशिष्ट चरण त्रुटियों को हल करता है।
Clinical relevance
संश्लेषण इमेजिंग रेडियो खगोल विज्ञान को इसकी आर्कसेकंड-और-बेहतर रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है, जिससे आकाशगंगाओं, तारा-निर्माण क्षेत्रों, जेट और ब्रह्मांडीय वेब के विस्तृत मानचित्र सक्षम होते हैं; यही फूरियर सिद्धांत ऑप्टिकल इंटरफेरोमेट्री और चिकित्सा इमेजिंग को भी आधार प्रदान करते हैं।
History
कैम्ब्रिज में राइल और उनके सहयोगियों ने 1950 और 1960 के दशक में एपर्चर संश्लेषण विकसित किया, जिससे राइल को नोबेल पुरस्कार का एक हिस्सा मिला। 1974 में हॉगबॉम के CLEAN एल्गोरिदम ने अपूर्ण डेटा से मजबूत इमेजिंग को व्यावहारिक बनाया, और वेरी लार्ज एरे और ALMA जैसी आधुनिक सरणियाँ इन विधियों को नियमित रूप से लागू करती हैं।
Key figures
- Martin Ryle
- Antony Hewish
- Jan Hogbom
Related topics
Seminal works
- thompson2017
- ryle1960
- taylor1999
Frequently asked questions
- इस तकनीक को एपर्चर संश्लेषण क्यों कहा जाता है?
- एक विशाल डिश बनाने के बजाय, छोटे एंटेना की एक सरणी का उपयोग किया जाता है और उनके संकेतों को सबसे व्यापक रूप से अलग किए गए एंटेना के बीच की दूरी जितनी बड़ी एकल एपर्चर की विभेदन शक्ति का संश्लेषण करने के लिए जोड़ा जाता है। पूर्ण एपर्चर कई आधार रेखा मापों से बनाया या संश्लेषित किया जाता है।
- CLEAN एल्गोरिदम क्या करता है?
- क्योंकि एक इंटरफेरोमीटर आकाश का नमूना केवल असतत स्थानिक आवृत्तियों पर लेता है, कच्ची छवि कई साइडलोब के साथ एक जटिल बिंदु-प्रसार फ़ंक्शन द्वारा धुंधली हो जाती है। CLEAN पुनरावृत्त रूप से बिंदु घटकों की पहचान करता है और उस पैटर्न की स्केल की गई प्रतियों को घटाता है, जिससे कहीं अधिक स्वच्छ अंतिम छवि प्राप्त होती है।