Was ist ein Maser?

Ein Maser ist eine Art von Technologie, die einem Laser ähnelt. Wenn ein Laser ein gerichtetes Energiewerkzeug oder eine Waffe ist, die auf der Lichtverstärkung durch die stimulierte Strahlungsemission basiert, verwendet ein Maser stattdessen eine Mikrowellenverstärkung oder elektromagnetische Felder anstelle von kohärenten Lichtstrahlen, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen. Das Konzept hinter dem Maser wurde erstmals 1953 konzipiert, als der US -Physiker Charles Townes einen baute, aber es basiert auf einem früheren Verständnis der von Albert Einstein im Jahr 1917 festgelegten Strahlungsprinzipien. Die Technologie wurde bei der Entwicklung extremer Vorhandenseins, in der Astronomischen Forschung eingesetzt. In der Astronomie wird bei der Anwendung von Anschlägen ein Gebrauch bei der Verwendung von Anschlägen verwendet. Eine Kammer, die dazu führt, dass das Gas Strahlung absendet, die von einem Resonator gespeichert wird, wo es später durch eine kleine Öffnung aus der Kammer geleitet wird. Der von Townes geschaffene Maser war ein Ammoniakmaser und seine Power -GattungenBei 0,00001 Watt war sehr niedrig. Der von ihm erzeugte Energiestrahl war jedoch so präzise, ​​dass er als äußerst genaue Uhr als nützlich angesehen wurde, die für Hunderte von Jahren eine korrekte Zeit für die zweite zeigen konnte.

Wenn der Maser auf einem Gas basiert, interagiert er nur entlang einer Reihe enger Frequenzen, die für das Gas charakteristisch sind. Dies kann es jedoch zu einem sehr präzisen Verstärker in Forschungsbereichen machen, die ein solches Gas untersuchen. Der Wasserstoffmaser ist sehr effektiv, um schwache Signale im Weltraum in der Funkastronomie zu verstärken und zu messen. Der Wasserstoffmaser wurde auch als eine Form der Atomuhr genauer als die auf Ammoniak genauere Verwendung verwendet. Die Modelle sind ab 2011 in der Lage, eine Sekunde fehlerhafter Zeitmessung in mehr als 100.000 Jahren der Aufzeichnung nicht zu verlieren oder zu gewinnen.

Wenn eine Verstärkung von Strahlungs- oder Funkwellensignalen über ein Band mit unterschiedlichen Frequenz erforderlich istIES, ein Festkörpermaser wird verwendet. Der Ruby Maser ist ein Beispiel dafür, basierend auf Prinzipien, die ein Ruby -Laser auch verwendet. Der Rubinkristall wird in Gegenwart eines Magnetfeldes angeregt, um ein Signal in einer bestimmten Frequenz zu stimmen, und interagiert gut mit sehr schwachen Signalen. Dies gibt Ruby Masers ideale Anwendungen für verstärkte Signale, die durch entfernte Raumsonden, die an andere Planeten gesendet wurden, oder Satelliten, die auf einem Bruchteil einer Entfernung zum Mond umkreisen, wie geosynchronen Satelliten, umkreisen. Ein solcher Maser wurde auch verwendet, um Funkwellen von Planeten wie Venus zu messen, um die chemische Zusammensetzung seiner Atmosphäre und seiner Temperatur zu untersuchen.

andere Arten von häufig verwendeten Masern in der Forschung umfassen die Rubidium- und Mikrowellensorten. Der Rubidium-Maser basiert auf Gasbasis, wobei eine verdampfte Form des metallischen Elements Silber-Weiße verwendet wird. Es ist ein nützliches Laborwerkzeug beim optischen Pumpen, bei dem Elektronen in einem Atom auf einen bekannten Quantenzustand angeregt werden, damit diey kann untersucht werden. Mikrowellenmaser werden in der kosmologischen Forschung verwendet, um die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung im Raum zu untersuchen, die sich aus der frühen Expansion des Universums bildet. Dies ist als Forschungsfeld der Mikrowellenradiometrie bekannt.