Qu'est-ce qu'un maser?

Un maser est un type de technologie similaire à un laser.Lorsqu'un laser est un outil d'énergie dirigé ou une arme basée sur une amplification lumineuse par l'émission stimulée de rayonnement, un maser utilise plutôt une amplification micro-ondes ou des champs électromagnétiques au lieu de faisceaux lumineux cohérents, pour produire des résultats similaires.Le concept derrière le Maser a été conçu pour la première fois en 1953 lorsque le physicien américain Charles Townes en a construit un, mais il est basé sur une compréhension antérieure de l'émission stimulée des principes de rayonnement établie par Albert Einstein en 1917. La technologie a été utilisée pour développer des horloges extrêmement précises, dans la recherche astronomique, et a une utilisation dans des applications d'armes potentielles.

Les masers du faisceau atomique utilisent généralement une forme de gaz chargé à un état excité dans une chambre, ce qui fait que le gaz émet un rayonnement stocké par un résonateur, oùIl est plus tard canalisé hors de la chambre à travers une petite ouverture.Le Maser créé par Townes était un Maser à l'ammoniac, et sa production d'électricité était très faible à 0,00001 watt.Le faisceau d'énergie qu'il a produit était si précis, cependant, qu'il était considéré comme utile comme une horloge extrêmement précise qui pourrait montrer un moment correct au second pendant des centaines d'années.interagit uniquement le long d'une gamme de fréquences étroites caractéristiques du gaz.Cela peut en faire un amplificateur très précis dans les domaines de recherche qui étudient un tel gaz, cependant.Le maser d'hydrogène est très efficace pour amplifier et mesurer les signaux faibles dans l'espace dans la radio astronomie.Le maser d'hydrogène a également été utilisé comme une forme d'horloge atomique plus précis que celui basé sur l'ammoniac, et les modèles en 2011 sont capables de ne pas perdre ou d'obtenir une seconde de mesure du temps erronée dans plus de 100 000 ans d'enregistrement.

Lorsque l'amplification du rayonnement ou des signaux d'ondes radio est requise sur une bande de fréquences différentes, un maser à l'état solide est utilisé.Le Ruby Maser en est un exemple, en fonction des principes qu'un laser Ruby utilise également.Le cristal Ruby est excité en présence d'un champ magnétique pour régler un signal étudié le long d'une fréquence spécifique et interagit bien avec des signaux très faibles.Cela donne à Ruby Masers des applications idéales pour amplifier les signaux renvoyés sur Terre par des sondes spatiales éloignées envoyées à d'autres planètes, ou des satellites en orbite à une fraction de distance à la lune, comme des satellites géosynchrones.Un tel maser a également été utilisé pour mesurer les ondes radio émises par des planètes telles que Vénus pour étudier la composition chimique de son atmosphère et sa température.

Les autres types de masers couramment utilisés dans la recherche comprennent les variétés de rubidium et de micro-ondes.Le Rubidium Maser est à base de gaz, en utilisant une forme vaporisée de l'élément métallique blanc argenté.Il s'agit d'un outil de laboratoire utile dans le pompage optique, où les électrons dans un atome sont excités à un état quantique connu afin qu'ils puissent être étudiés.Les masers micro-ondes sont utilisés dans la recherche en cosmologie pour étudier le rayonnement cosmique de fond micro-ondes dans l'espace qui s'est formé à la suite de l'expansion précoce de l'univers.Ceci est connu comme le domaine de recherche de la radiométrie micro-ondes.