Cum Funcționează Un Maser Cu Microunde

Cum Funcționează Un Maser Cu Microunde
Cum Funcționează Un Maser Cu Microunde

Video: Cum Funcționează Un Maser Cu Microunde

Video: Cum Funcționează Un Maser Cu Microunde
Video: Cuptorul cu microunde nu se încălzește - schimbați siguranța 2024, Mai
Anonim

Cuvântul „laser” și principiul de funcționare al acestui dispozitiv sunt cunoscute de oameni. Cuvântul strâns legat „maser” este mult mai puțin cunoscut. Este o abreviere a primelor litere ale cuvintelor din definiția engleză „Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, care înseamnă „amplificarea microundelor folosind radiații stimulate”. Adică, spre deosebire de un laser care emite lumină, un maser cu un design similar emite fascicule cu microunde.

Cum funcționează un maser cu microunde
Cum funcționează un maser cu microunde

Pentru prima dată, un astfel de dispozitiv a fost dezvoltat de fizicienii sovietici și americani în 1954. Ulterior, oamenii de știință A. Prokhorov, N. Basov și C. Townes au primit Premiul Nobel pentru acest lucru.

Pentru o lungă perioadă de timp, maserul nu a găsit o aplicație practică, deoarece funcționarea sa necesită condiții dure: vid și temperatură foarte scăzută (aproape de zero absolut). Mai mult, chiar și în aceste condiții, puterea maserului a fost mult mai mică decât puterea laserului. Recent, însă, fizicienii de la Laboratorul Național de Fizică Britanic au dezvoltat un model pentru un maser care poate funcționa la temperatura și presiunea camerei.

Lucrările lor s-au bazat pe cercetări ale oamenilor de știință din Japonia, care la sfârșitul secolului al XX-lea au efectuat experimente prin iradierea unui compus organic pentacen cu un laser. Ei au descoperit că atunci când sunt expuși razelor laser, moleculele substanței pot funcționa ca un maser. Întrucât cercetătorii japonezi erau interesați de o altă problemă (împrăștierea neutronilor), nu au acordat importanță fenomenului descoperit. Britanicii, după ce au găsit o descriere a acestor experimente, au decis să adauge pentacen la o altă substanță organică pentru a obține cristale similare celor utilizate în lasere. După o serie de defecțiuni, au fost selectate cristale cu forma și culoarea necesare. Cercetătorii le-au introdus în inele transparente de safir, după care, plasând structura rezultată într-un rezonator, le-au iradiat cu un laser. Rezultatul obținut a depășit cele mai sălbatice așteptări.

Raza laser a adus moleculele pentacene într-o stare excitată (instabilă). În timpul tranziției inverse a moleculelor la o stare stabilă, s-a format un fascicul de microunde, care, în intensitate, a depășit razele generate de modelele maser precedente. „Semnalul primit a fost de o sută de milioane de ori mai puternic decât maserii existenți”, a spus fizicianul Mark Oxborrow, care a condus aceste experimente. Dispozitivul, primit de britanici, este extrem de promițător, deși necesită multe eforturi pentru a-l rafina. Acum maserul Oxborrow generează doar impulsuri pe termen foarte scurt, cu o gamă largă de unde. Dacă este posibil să-l facă să funcționeze constant, în plus, într-un interval de lungimi de undă mai restrâns, maserul va găsi o aplicație foarte largă în diferite domenii ale științei și tehnologiei.

Recomandat: