478.3
+0.07
574.1
-0.3
8.31
+0.05
+24
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
09:43
22 Сентября 2017
Глобальный коллапс не за горами: геофизик назвал сроки неизбежной катастрофы на Земле
Геофизик Даниэль Ротман из Массачусетского технологического института с помощью математической модели выяснил сроки катастрофы, которая произойдет на Земле
09:46
18 Сентября 2017
Физик указал на самый вероятный конец человеческой цивилизации
Физик-теоретик Макс Тегмарк из Массачусетского технологического института (США) в интервью IEEE Spectrum, посвященном недавно вышедшей в свет своей книге "Жизнь 3.0", назвал самый вероятный негативный сценарий будущего человеческой цивилизации
09:46
15 Сентября 2017
Ученые нашли способ увеличить продолжительность жизни
Американские ученые пришли к интересному выводу
19:31
12 Сентября 2017
Ученые выявили смертельно опасные последствия использования чистящих средств
Регулярное использование отбеливателей и других дезинфицирующих средств, содержащих аммониевые соединения, связано с высоким риском смерти
21:17
11 Сентября 2017
Ученые выяснили, что любят бактерии
Разнообразие кишечной микрофлоры повышается от овощей, фруктов, йогуртов, кофе, чая и вина
14:45
11 Сентября 2017
Мощная вспышка на Солнце 10 сентября вызвала очень редкое событие на Земле
О новой вспышке и ее возможных последствиях оперативно оповещены все службы, отвечающие за безопасность космической и другой сложной техники
09:49
11 Сентября 2017
Новая мощнейшая вспышка произошла на Солнце
Очередная сильная вспышка на Солнце зафиксирована вечером в воскресенье
19:35
10 Сентября 2017
Илон Маск назвал главную угрозу человечеству
По его мнению, именно это может оказаться наиболее вероятной причиной третьей мировой войны
18:19
10 Сентября 2017
В NASA рассказали о катастрофических последствиях возможного извержения супервулкана
На сегодняшний день на Земле есть около 20 супервулканов
17:47
08 Сентября 2017
Солнце "извергло" третья сильнейшую вспышку
За несколько минут в открытый космос уходит около сотни миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте
09:22
08 Сентября 2017
На Солнце произошла вторая за сутки мощнейшая вспышка
Вспышка принадлежит к наивысшему классу активности
11:31
07 Сентября 2017
NASA опубликовало видео гигантской вспышки на Солнце
NASA опубликовало видео произошедшей на Солнце мощнейшей вспышки