Wat is een maser?

Een maser is een soort technologie vergelijkbaar met een laser. Waar een laser een gericht energietool of wapen is op basis van lichtversterking door de gestimuleerde emissie van straling, gebruikt een maser in plaats daarvan magnetronversterking of elektromagnetische velden in plaats van coherente lichtstralen, om vergelijkbare resultaten te produceren. Het concept achter de maser werd voor het eerst bedacht in 1953 toen de Amerikaanse fysicus Charles Townes er een bouwde, maar het is gebaseerd op een eerder begrip van gestimuleerde emissie van stralingsprincipes die in 1917 door Albert Einstein zijn vastgesteld. In een kamer, waardoor dat gas straling uitzendt die wordt opgeslagen door een resonator, waar het later door een kleine opening uit de kamer wordt gekanaliseerd. De Maser gemaakt door Townes was een ammoniakmaser en zijn stroomgenerawas erg laag bij 0,00001 watt. De bundel van energie die het produceerde was echter zo nauwkeurig, dat het als een uiterst nauwkeurige klok nuttig werd gezien die honderden jaren een juiste tijd kon laten zien.

Waar de maser gebaseerd is op een gas, werkt deze alleen op een reeks smalle frequenties die kenmerkend is voor het gas. Dit kan het echter een zeer precieze versterker maken in onderzoeksgebieden die zo'n gas bestuderen. De waterstofmaser is zeer effectief in het versterken en meten van zwakke signalen in de ruimte in radio -astronomie. De waterstofmaser is ook gebruikt als een vorm van atomaire klok nauwkeuriger dan die op basis van ammoniak, en modellen vanaf 2011 kunnen een seconde van een seconde van onjuiste tijdmeting niet verliezen of verkrijgen in meer dan 100.000 jaar opname.

Waar versterking van straling of radiogolfsignalen vereist is over een band van verschillende frequencIES, een Maser met solid toestand wordt gebruikt. De Ruby Maser is hiervan een voorbeeld, gebaseerd op principes die een Ruby -laser ook gebruikt. Het Ruby Crystal is opgewonden in de aanwezigheid van een magnetisch veld om een ​​signaal af te stemmen dat langs een specifieke frequentie wordt bestudeerd en werkt goed op met zeer zwakke signalen. Dit geeft Ruby Masers ideale toepassingen voor het versterken van signalen die terug worden gestuurd naar de aarde door verre ruimtesondes die naar andere planeten worden gestuurd, of satellieten rond een fractie van een afstand tot de maan, zoals geosynchrone satellieten. Een dergelijke maser is ook gebruikt om radiogolven te meten die worden uitgestoten door planeten zoals Venus om de chemische samenstelling van zijn atmosfeer en de temperatuur te bestuderen.

Andere soorten veelgebruikte masers in onderzoek zijn de rubidium- en magnetronvariëteiten. De rubidium maser is op gas gebaseerd, met behulp van een verdampte vorm van het zilverwit metaalelement. Het is een nuttig laboratoriumtool bij optisch pompen, waarbij elektronen in een atoom enthousiast zijn naar een bekende kwantumstaat zodat dey kan worden bestudeerd. Microgolfmasers worden gebruikt in Cosmology Research om de kosmische microgolfachtergrondstraling in de ruimte te bestuderen die zich vormde als gevolg van de vroege uitbreiding van het universum. Dit staat bekend als het onderzoeksveld van microgolfradiometrie.