Hvad er en maser?

En Maser er en type teknologi, der ligner en laser.Hvor en laser er et rettet energiværktøj eller våben baseret på lysforstærkning ved den stimulerede emission af stråling, bruger en maser i stedet mikrobølgeforstærkning eller elektromagnetiske felter i stedet for sammenhængende lysstråler til at give lignende resultater.Konceptet bag Maser blev først udtænkt i 1953, da den amerikanske fysiker Charles Townes byggede en, men det er baseret på en tidligere forståelse af stimuleret emission af strålingsprincipper oprettet af Albert Einstein i 1917. Teknologien er blevet brugt til at udvikle ekstremt præcise ure, i astronomisk forskning, og har anvendelse i potentielle våbenanvendelser.

Atomstråle Masers bruger normalt en form for gas, der opkræves til en ophidset tilstand i et kammer, der får den gas til at udsende stråling, der er opbevaret af en resonator, hvorDet kanaliseres senere ud af kammeret gennem en lille åbning.Maser oprettet af Townes var en ammoniak Maser, og dens kraftproduktion var meget lav på 0,00001 watt.Strålen af energi, den producerede, var imidlertid så præcis, at det blev set at være nyttigt som et ekstremt nøjagtigt ur, der kunne vise et korrekt tidspunkt til det andet i hundreder af år.

Hvor maseren er baseret på en gas, detinteragerer kun langs en række smalle frekvenser, der er karakteristisk for gassen.Dette kan dog gøre det til en meget præcis forstærker inden for forskningsområder, der studerer en sådan gas.Hydrogen Maser er meget effektiv til at forstærke og måle svage signaler i rummet inden for radioastronomi.Hydrogen Maser er også blevet brugt som en form for atomur, der er mere nøjagtig end den, der er baseret på ammoniak, og modeller fra 2011 er i stand til ikke at miste eller få et sekund af fejlagtig tidsmåling i mere end 100.000 års optagelse.

Hvor amplifikation af stråling eller radiobølgesignaler kræves over et bånd med forskellige frekvenser, bruges en solid state maser.Ruby Maser er et eksempel på dette, baseret på principper, som en Ruby Laser også bruger.Ruby Crystal er ophidset i nærvær af et magnetfelt for at indstille et signal, der studeres langs en bestemt frekvens, og interagerer godt med meget svage signaler.Dette giver Ruby Masers ideelle applikationer til forstærkning af signaler sendt tilbage til Jorden af fjerne rumprober sendt til andre planeter, eller satellitter, der kredserer i en brøkdel af en afstand til månen, såsom geosynkron satellitter.En sådan maser er også blevet brugt til at måle radiobølger, der udsendes af planeter såsom Venus til at studere den kemiske sammensætning af dens atmosfære og dens temperatur.

Andre typer af almindeligt anvendte masere i forskning inkluderer rubidium og mikrobølgesorter.Rubidium Maser er gasbaseret ved hjælp af en fordampet form af det sølvhvide metalliske element.Det er et nyttigt laboratorieværktøj i optisk pumpning, hvor elektroner i et atom er glade for en kendt kvantetilstand, så de kan studeres.Mikrobølgemasere bruges i kosmologiundersøgelser til at studere den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling i rummet, der dannede sig som et resultat af den tidlige udvidelse af universet.Dette er kendt som forskningsfeltet inden for mikrobølgeradiometri.