Hogyan Működik A Mikrohullámú Maser

Hogyan Működik A Mikrohullámú Maser
Hogyan Működik A Mikrohullámú Maser

Videó: Hogyan Működik A Mikrohullámú Maser

Videó: Hogyan Működik A Mikrohullámú Maser
Videó: Tóth Gábor Élelmiszer-ipari Mérnök - Mikróhullámú sütőről érdemes tudni 2024, November
Anonim

A "lézer" szó és a készülék működési elve ismert az emberek számára. A szoros rokonságban álló "maser" szó sokkal kevésbé ismert. Ez a "Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation" angol meghatározás szavainak első betűinek rövidítése, ami "mikrohullámok erősítését stimulált sugárzás segítségével" jelenti. Vagyis a lézert sugárzó fénytől eltérően a hasonló kialakítású maser mikrohullámú sugarakat bocsát ki.

Hogyan működik a mikrohullámú maser
Hogyan működik a mikrohullámú maser

Ilyen eszközt először szovjet és amerikai fizikusok fejlesztettek ki 1954-ben. Ezt követően A. Prokhorov, N. Basov és C. Townes tudósok Nobel-díjat kaptak ezért.

Sokáig a maszírozó nem talált gyakorlati alkalmazást, mivel működéséhez zord körülmények kellettek: vákuum és nagyon alacsony hőmérséklet (közel az abszolút nulla). Sőt, még ilyen körülmények között is a maszírozó teljesítménye sokkal alacsonyabb volt, mint a lézer ereje. A közelmúltban azonban a Brit Nemzeti Fizikai Laboratórium fizikusai kifejlesztettek egy modellt egy maser számára, amely szobahőmérsékleten és nyomáson is képes működni.

Munkájuk japán tudósok kutatásain alapult, akik a 20. század végén kísérleteket végeztek egy szerves vegyület pentacén besugárzásával lézerrel. Megállapították, hogy lézersugaraknak kitéve az anyag molekulái úgy működhetnek, mint egy maszer. Mivel a japán kutatókat egy másik kérdés (neutronszórás) érdekelte, nem tulajdonítottak jelentőséget a felfedezett jelenségnek. A britek, miután megtalálták e kísérletek leírását, úgy döntöttek, hogy pentacént adnak egy másik szerves anyaghoz, hogy a lézerekben használt kristályokhoz hasonló kristályokat kapjanak. Egy sor meghibásodás után a kívánt alakú és színű kristályokat választották ki. A kutatók átlátszó zafírgyűrűkbe illesztették őket, majd a kapott szerkezetet egy rezonátorba helyezve lézerrel besugározták őket. A kapott eredmény felülmúlta a legvadabb elvárásokat.

A lézersugár izgatott (instabil) állapotba hozta a pentacénmolekulákat. A molekulák stabil állapotba történő fordított átalakulása során mikrohullámú nyaláb képződött, amely intenzitásával mérhetetlenül meghaladta a korábbi maser-modellek által generált sugarakat. "A kapott jel százmilliószor erősebb volt, mint a meglévő maszerek" - mondta Mark Oxborrow fizikus, aki ezeket a kísérleteket vezette. A britek által kapott eszköz rendkívül ígéretes, bár sok erőfeszítést igényel a finomítása. Most az Oxborrow maser csak nagyon rövid távú impulzusokat generál, széles hullámtartomány mellett. Ha lehetséges, hogy folyamatosan működjön, ráadásul szűkebb hullámhossz-tartományban, a maszer nagyon széles körű alkalmazást talál a tudomány és a technika különböző területein.

Ajánlott: