Co je masér?
Masér je typ technologie podobné laseru. Pokud je laserem zaměřený energetický nástroj nebo zbraň založená na zesílení světla stimulovanou emisí záření, masér místo toho používá mikrovlnné zesílení nebo elektromagnetická pole místo koherentních světelných paprsků, aby dosáhl podobných výsledků. Koncept masera byl poprvé koncipován v roce 1953, kdy americký fyzik Charles Townes postavil jeden, ale je založen na dřívějším chápání stimulované emise radiačních principů zavedeného Albertem Einsteinem v roce 1917. Tato technologie byla použita při vývoji extrémně přesných hodin , v astronomickém výzkumu, a má využití v potenciálních aplikacích zbraní.
Atomový paprskový masér obvykle používá formu plynu, který je nabitý do excitovaného stavu v komoře, což způsobuje, že tento plyn emituje záření, které je uloženo rezonátorem, kde je později odváděn ven z komory malým otvorem. Masér, který vytvořil Townes, byl výrobcem amoniaku a jeho výroba energie byla velmi nízká při 0,00001 wattu. Paprsek energie, který vyprodukoval, byl však tak přesný, že se ukázalo, že je užitečný jako extrémně přesné hodiny, které po stovky let dokážou ukazovat správný čas na sekundu.
Tam, kde je masér založen na plynu, interaguje pouze podél rozsahu úzkých frekvencí, které jsou pro plyn charakteristické. To z něj může udělat velmi přesný zesilovač v oblastech výzkumu, které studují takový plyn. Vodíkový masér je velmi účinný při zesílení a měření slabých signálů v kosmu v radioastronomii. Vodíkový masér byl také používán jako forma atomových hodin přesnější než hodiny založené na amoniaku, a modely od roku 2011 jsou schopny neztrácet nebo získat jednu sekundu chybného měření času za více než 100 000 let záznamu.
Tam, kde je požadováno zesílení radiačních nebo rádiových vlnových signálů v pásmu různých frekvencí, je použit masér v pevné fázi. Příkladem toho je rubínový masér, založený na principech, které používá i rubínový laser. Rubínový krystal je vzrušený v přítomnosti magnetického pole pro vyladění studovaného signálu na specifické frekvenci a dobře spolupracuje s velmi slabými signály. To dává ruby masers ideální aplikace pro zesílení signálů posílaných zpět na Zemi pomocí vzdálených vesmírných sond zaslaných na jiné planety nebo satelitů obíhajících ve zlomku vzdálenosti od Měsíce, jako jsou geosynchronní satelity. Takový maser byl také používán k měření rádiových vln emitovaných planetami, jako je Venuše, ke studiu chemického složení jeho atmosféry a teploty.
Jiné typy běžně používaných masérů ve výzkumu zahrnují odrůdy rubidium a mikrovlnné. Masér rubidia je na bázi plynu a používá odpařenou formu kovově stříbrného prvku. Je to užitečný laboratorní nástroj v optickém čerpání, kde jsou elektrony v atomu excitovány do známého kvantového stavu, takže je lze studovat. Mikrovlnné masery se používají v kosmologickém výzkumu ke studiu kosmického mikrovlnného záření pozadí v prostoru, které se vytvořilo v důsledku časné expanze vesmíru. Toto je známé jako výzkumné pole mikrovlnné radiometrie.