Kas yra Maseris?

Maseris yra technologijos rūšis, panaši į lazerį. Kai lazeris yra nukreiptos energijos įrankis arba ginklas, pagrįstas šviesos stiprinimo stimuliuojamą spinduliuotę, mazeris vietoj koherentinių šviesos spindulių naudoja mikrobangų stiprinimą arba elektromagnetinius laukus, kad gautų panašius rezultatus. Maserio koncepcija pirmą kartą buvo sumanyta 1953 m., kai JAV fizikas Charlesas Townesas jį sukūrė, tačiau ji pagrįsta ankstesniu 1917 m. Alberto Einšteino sukurtu stimuliuojamos spinduliuotės principų supratimu. Ši technologija buvo naudojama kuriant itin tikslius laikrodžius. , astronominiuose tyrimuose ir gali būti naudojamas ginklams.

Atominio pluošto mazeriai paprastai naudoja tam tikrą dujų formą, kuri kameroje įkraunama iki sužadintos būsenos, todėl tos dujos išskiria spinduliuotę, kurią kaupia rezonatorius, kur vėliau per nedidelę angą iš kameros išleidžiama. Towneso sukurtas maseris buvo amoniako maseris, kurio galia buvo labai maža – 0.00001 vato. Tačiau jo sukurtas energijos spindulys buvo toks tikslus, kad buvo laikomas itin tikslus laikrodis, galintis šimtus metų rodyti teisingą laiką sekundėmis.

Kai maseris yra pagrįstas dujomis, jis sąveikauja tik siaurų dažnių diapazone, kuris būdingas dujoms. Tačiau tai gali tapti labai tiksliu stiprintuvu tyrimų srityse, kuriose tiriamos tokios dujos. Vandenilio mazeris yra labai efektyvus stiprinant ir matuojant silpnus signalus erdvėje radijo astronomijoje. Vandenilio mazeris taip pat buvo naudojamas kaip tikslesnis nei amoniako pagrindu sukurtas atominis laikrodis, o 2011 m. modeliai gali neprarasti ar įgyti vienos sekundės klaidingo laiko matavimo per daugiau nei 100,000 XNUMX įrašymo metų.

Kai reikia stiprinti spinduliuotės arba radijo bangų signalus skirtingų dažnių juostoje, naudojamas kietojo kūno mazeris. Rubino maseris yra to pavyzdys, pagrįstas principais, kuriuos taip pat naudoja rubino lazeris. Rubino kristalas sužadinamas esant magnetiniam laukui, kad sureguliuotų tiriamą signalą tam tikru dažniu, ir gerai sąveikauja su labai silpnais signalais. Tai suteikia rubinų maseriams idealų pritaikymą signalams, siunčiamiems į Žemę tolimų kosminių zondų, siunčiamų į kitas planetas, arba palydovų, skriejančių nedideliu atstumu nuo Mėnulio, pavyzdžiui, geosinchroninių palydovų, stiprinti. Toks maseris taip pat buvo naudojamas matuoti radijo bangas, kurias skleidžia tokios planetos kaip Venera, siekiant ištirti jos atmosferos cheminę sudėtį ir temperatūrą.

Kiti dažniausiai tyrimams naudojamų maserių tipai apima rubidžio ir mikrobangų rūšis. Rubidžio maseris yra dujų pagrindu, naudojant išgarintą sidabro baltumo metalo elementą. Tai naudingas laboratorinis optinio siurbimo įrankis, kai atomo elektronai sužadinami iki žinomos kvantinės būsenos, kad būtų galima juos tirti. Mikrobangų mazeriai naudojami kosmologijos tyrimams tirti kosminę mikrobangų foninę spinduliuotę erdvėje, kuri susidarė dėl ankstyvo visatos plėtimosi. Tai žinoma kaip mikrobangų radiometrijos tyrimų sritis.