482.84
+0.58
521.61
+4.72
7.62
+0.05
-6
Погода в Ереване
Рус
Физики создали мазер, работающий при комнатной температуре
11:22
16 Августа 2012

ЕРЕВАН, 16 авг - Новости-Армения. Британские ученые разработали новый тип мазера - микроволнового аналога лазера - на основе твердотельных компонентов, способный работать при комнатной температуре, что позволит использовать такие приборы для дальней связи в космосе, в работе радиотелескопов на Земле и для других целей, передает РИА Новости со ссылкой на статью, опубликованную в журнале Nature.

Первые мазеры, источники когерентного микроволнового излучения, были параллельно созданы в 1954 году советскими физиками Александром Прохоровым и Николаем Басовым, а также их американским коллегой Чарльзом Таунсом. За это изобретение ученые получили Нобелевскую премию по физике в 1964 году. Мазеры применяются в радиосвязи, радиоастрономии, радиолокации, а также в качестве генератора стабильных частот.

Группа физиков под руководством Марка Оксбороу (Mark Oxborrow) из Национальной физической лаборатории в Теддингтоне (Великобритания) разработала первый прототип мазера на основе твердотельных компонентов, изучая оптические и квантовые свойства кристаллов из органического вещества - соединения пентацена и терфенила.

Как объясняют ученые, подавляющее большинство современных мазеров относится к категории газовых излучателей - в них в качестве рабочего тела используются атомы водорода. Такие мазеры устроены достаточно сложно и состоят из многих дорогостоящих компонентов, из-за чего их стоимость может доходить до сотен тысяч долларов. Попытки разработать твердотельные излучатели не увенчались успехом - такие приборы функционировали только при температурах, близких к абсолютному нолю, или требовали особых условий работы.

Оксбороу и его коллеги заметили, что кристаллы из пентацена и терфенила можно использовать для создания принципиально нового типа мазера, который использует принцип накачки, не похожий на технику работы классических мазеров.

"Обычные" мазеры используют трехуровневую схему накачки, открытую еще в 1954 году Басовым, Прохоровым и Таунсом. Согласно этой схеме, рабочее тело излучателя накачивается энергией при помощи другого источника микроволнового излучения. В результате атомы водорода или других веществ переходят из состояния покоя на новый энергетический уровень.
 
Атомы не могут долго существовать в возбужденном состоянии, из-за чего они "перепрыгивают" на более низкий, метастабильный уровень. При накоплении достаточного количества таких атомов происходит спонтанный и лавинообразный переход на исходный энергетический уровень, сопровождающийся излучением в микроволновом диапазоне.

Лазер Оксбороу и его коллег использует другой принцип - двухуровневую систему накачки. По этой методике кристалл пентацена и терфенила накачивается обычным оптическим лазером. Молекулы этого вещества переходят на новый энергетический уровень, где происходит любопытное явление - электроны в органическом кристалле переходят одновременно на три нижних энергетических уровня.

Этот переход сопровождается синхронным излучением фотонов в микроволновом диапазоне, что и является лучом мазера. По словам физиков, такое устройство способно работать при комнатной температуре и внутри магнитного поля Земли, чего не могут делать другие модели твердотельных мазеров.

Пока изобретение Оксбороу и его коллег работает только в импульсном режиме. С другой стороны, ученые полагают, что улучшение его конструкции позволит таким мазерам потеснить их водородных "коллег" в астрофизических лабораториях и в других научных учреждениях в ближайшем будущем. -0-

Loading...
Материалы по теме
Другие материалы раздела
21:22
08 Декабря 2016
Ученые назвали сроки и причины уничтожения всей жизни на Земле
Исследование опубликовано в журнале Astronomy and Astrophysics
14:20
07 Декабря 2016
Армения и Индия будут сотрудничать в сфере мирного использования открытого космоса
Совместные рабочие группы будут заниматься разработкой научно-исследовательских программ
09:33
07 Декабря 2016
Кровавая жатва или мучительная смерть древных римлян
Своим открытием канадские ученые из Макмастерского университета приоткрыли завесу тайны над распространением опасного заболевания в древности
09:45
05 Декабря 2016
Астрономы допустили возможность существования жизни внутри звезд
В спокойной атмосфере коричневых карликов могут обитать организмы
09:26
05 Декабря 2016
Ученые нашли возможную замену антибиотиков
Побочных эффектов применения этих организмов не выявлено, утверждают ученые
20:19
04 Декабря 2016
Ученые сделали шаг к созданию "эликсира бессмертия"
Для этого они создали специальную компьютерную программу
18:12
04 Декабря 2016
Найдено средство, неожиданно победившее рак
Ученые пока не могут точно сказать, как работает лечение. Необходимо дальнейшее исследование и большее количество испытуемых
16:31
04 Декабря 2016
Всемирный потоп не за горами
Уровень вод Мирового океана поднимается в два раза быстрее, чем раньше предполагали океанологи
12:23
04 Декабря 2016
Исследователи возможно нашли причину возникновения болезни Паркинсона
Ученые сообщили о возможном прорыве в понимании лечения Болезни Паркинсона
11:36
04 Декабря 2016
Спрогнозированы сроки глобального распада Интернета
Мир вокруг нас стремительно меняется. Это пугает многих людей, и даже перемены в политике — это ответ на технологические изменения
12:12
03 Декабря 2016
Ученые нашли в Антарктиде жука возрастом 14 миллионов лет
На территории современной Антарктиды обитает лишь три вида насекомых, но в прошлом их было значительно больше
15:17
02 Декабря 2016
Стивен Хокинг указал на наступление "самого опасного времени на нашей планете"
Указанные проблемы, по Хокингу, можно решить только совместными усилиями всех стран и слоев общества