Vad är en maser?

En maser är en typ av teknik som liknar en laser.Där en laser är ett riktat energiverktyg eller vapen baserat på ljusförstärkning genom den stimulerade utsläppen av strålning, använder en maser istället mikrovågsförstärkning eller elektromagnetiska fält istället för sammanhängande ljusstrålar för att ge liknande resultat.Konceptet bakom Maser utformades först 1953 när den amerikanska fysikern Charles Townes byggde en, men det är baserat på en tidigare förståelse av stimulerade utsläpp av strålningsprinciper som etablerades av Albert Einstein 1917. Tekniken har använts för att utveckla extremt exakta klockori astronomisk forskning och har användning i potentiella vapenapplikationer.

Atomiska strålmaser använder vanligtvis en form av gas som är laddad till ett upphetsat tillstånd i en kammare, vilket gör att gasen avger strålning som lagras av en resonator, därDet kanaliseras senare ut ur kammaren genom en liten öppning.Maser som skapades av Townes var en ammoniakmaser, och dess kraftproduktion var mycket låg på 0,00001 watt.Strålen för energi som den producerade var emellertid så exakt att den sågs vara användbar som en extremt exakt klocka som kunde visa en korrekt tid till den andra i hundratals år.

där masern är baserad på en gas, denInteragerar bara längs en rad smala frekvenser som är karakteristiska för gasen.Detta kan göra det till en mycket exakt förstärkare inom forskningsområden som studerar en sådan gas.Vätmaseren är mycket effektiv när det gäller att förstärka och mäta svaga signaler i rymden i radioastronomi.Hydrogen Maser har också använts som en form av atomklocka som är mer exakt än den som är baserad på ammoniak, och modeller från och med 2011 kan inte förlora eller få en sekund av felaktig tidsmätning i mer än 100 000 års inspelning.

Där amplifiering av strålning eller radiovågsignaler krävs över ett band med olika frekvenser, används en maser med fast tillstånd.Ruby Maser är ett exempel på detta, baserat på principer som en Ruby -laser också använder.Ruby -kristallen är upphetsad i närvaro av ett magnetfält för att ställa in en signal som studeras längs en specifik frekvens och interagerar väl med mycket svaga signaler.Detta ger Ruby Masers idealiska applikationer för förstärkande signaler som skickas tillbaka till jorden av avlägsna rymdprober som skickas till andra planeter, eller satelliter som kretsar på en bråkdel av ett avstånd till månen, såsom geosynkrona satelliter.En sådan maser har också använts för att mäta radiovågor som släpps ut av planeter som Venus för att studera den kemiska sammansättningen av dess atmosfär och dess temperatur.

Andra typer av vanligt använda maser i forskning inkluderar rubidium och mikrovågsvarianter.Rubidium Maser är gasbaserad med en förångad form av det silvervita metalliska elementet.Det är ett användbart laboratorieverktyg i optisk pumpning, där elektroner i en atom är glada över ett känt kvanttillstånd så att de kan studeras.Mikrovågs -maser används i kosmologiforskning för att studera den kosmiska mikrovågsugningsstrålningen i rymden som bildades som ett resultat av den tidiga utvidgningen av universum.Detta kallas forskningsfältet för mikrovågsradiometri.