486.78
-0.64
574.01
+0.22
8.17
+0.03
+7
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
21:07
19 Ноября 2017
Учёные выяснили, какой сон является самым полезным для организма
Американские учёные из Университета Калифорнии выяснили, какой период сна является наиболее полезным для организма
12:35
19 Ноября 2017
Космические кадры: астронавт снял из космоса падение метеорита на Землю (ВИДЕО)
Итальянский астронавт Паоло Несполи с борта МКС снял на видео вхождение метеорита в плотные слои атмосферы над Атлантическим океаном
14:28
17 Ноября 2017
Турция признает лидерство Армении в астрономии – директор Бюраканской обсерватории
Официальное присоединение Турции к региональному астрономическому центру Юго-Западной и Центральной Азии является признанием астрономического лидерства Армении
10:16
17 Ноября 2017
Ученые обнаружили неизвестную материю-источник антивещества на Земле
Гипотетическая темная материя участвует в гравитационном, но не электромагнитном, взаимодействии
21:13
16 Ноября 2017
Рядом с Землей обнаружена пригодная для жизни планета
Экзопланета была обнаружена с помощью 3,6-метрового телескопа в обсерватории Ла-Силья в Чили
20:39
16 Ноября 2017
Соратник Стива Джобса рассказал в Ереване о будущем человечества
Он рассказал о тех направлениях, которые необходимо исследовать и развивать
20:26
16 Ноября 2017
Астрономы зафиксировали мощнейшую в истории наблюдений космическую вспышку
Международная группа астрономов зафиксировала самую мощную в истории наблюдений космическую вспышку
13:34
16 Ноября 2017
Ученые НАСА озвучили срок обнаружения инопланетян
Ученые НАСА назвали возможные сроки обнаружения внеземной жизни
09:47
15 Ноября 2017
Эксперты выяснили пользу употребление кофе
Оказалось, что каждая дополнительная чашка кофе в неделю снижает риск некоторых смертельных болезней
21:14
14 Ноября 2017
Главные угрозы человечеству по версии 15 тысяч ученых
В обращении, подписанном 15 364 учеными из 184 стран, перечислены главные угрозы существования разумной жизни на Земле
19:51
14 Ноября 2017
Астрономы зафиксировали мощнейшее столкновение галактик (ВИДЕО)
Международный коллектив астрономов обнаружил свидетельства крупнейшего из известных науке столкновения галактик
14:33
13 Ноября 2017
Директор Бюраканской обсерватории назвал направление развития астрономии в Армении
Будущее астрономии - за междисциплинарными науками, заявил агентству "Новости-Армения" директор Бюраканской астрофизической обсерватории Арег Микаелян