486.74
+0.05
517.99
+0.2
8.43
-0.08
-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
17:03
17 Февраля 2017
Геологи обнаружили восьмой континент Земли
Площадь нового континента занимает порядка пяти миллионов квадратных километров
20:30
16 Февраля 2017
Ученые спрогнозировали катастрофическое землетрясение в США
Ученые провели компьютерное моделирование, чтобы определить точную форму разлома
22:28
12 Февраля 2017
Ужин на сон грядущий: Топ-5 полезных и вредных для хорошего сна продуктов
Некоторые продукты полезно есть перед сном, а вот от других стоит отказаться
20:17
12 Февраля 2017
Искусственный интеллект vs человек: угроза или помощник?
Уже сейчас раздаются призывы обдумать этические принципы разработки искусственного интеллекта, удостоверившись в том, что искусственный интеллект развивается в безопасном для людей направлении
19:46
12 Февраля 2017
Ученые рассказали, какой продукт наиболее полезен для сердца
Продукт отличается максимальным уровнем содержания полиненасыщенных жирных кислот, необходимых для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний
21:22
11 Февраля 2017
Геофизики выявили причины последнего массового вымирания
Канадские и американские геофизики выявили новые подробности последнего великого вымирания
20:47
10 Февраля 2017
Ученые исследуют крики орангутанов для изучения эволюции языка
Ученые пришли к выводу, что звуки, которые издают орангутаны - один из наиболее близких к человеку вид человекообразных обезьян - могут пролить свет на происхождение языка.
21:11
09 Февраля 2017
На YouTube обнаружена "крупнейшая ошибка в истории"
На видеохостинге YouTube создали странный защитный механизм
20:35
09 Февраля 2017
Астрофизики вблизи Млечного Пути обнаружили "галактический мост" длиной 43 тыс. световых лет
Британские, итальянские и австралийские астрономы обнаружили "галактический мост", соединяющий два крупнейших спутника Млечного Пути
11:30
09 Февраля 2017
Геологи назвали сроки наступления кислородной катастрофы на Земле
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
09:16
08 Февраля 2017
Психологи рассказали, как легче перенести стресс
Учёные привлекли 61 добровольца, которых предварительно отбирали по опроснику, выявлявшему признаки депрессии
15:40
07 Февраля 2017
В Египте нашли мумию огромного крокодила
Четырехметровый крокодил олицетворял древнеегипетского бога Себека