|  | 2 апреля 2018 | Новости науки и техники

Алмаз стал основой первого твердотельного мазера, способного работать в непрерывном режиме при комнатной температуре

Алмаз


В 1954 году был изобретен квантовый генератор микроволнового излучения, мазер (maser, microwave amplification by stimulated emission of radiation), который является ближайшим родственником лазера. Однако, в отличие от лазеров, которые получили очень широкое распространение, мазеры используются гораздо реже из-за того, что для их нормальной работы требуется охлаждение до температуры, близкой к температуре абсолютного нуля, -273 градуса Цельсия.

Однако, усилиями ученых из Имперского колледжа и Университетского колледжа в Лондоне, на свет появился первый в своем роде мазер, способный работать в непрерывном режиме при комнатной температуре. Данное достижение открывает дорогу к практическому применению мазеров в самых различных областях науки и техники. "Мы надеемся, что наша работа позволит сделать мазеры столь же популярными, как и традиционные лазеры" - рассказывает доктор Джонатан Бриз (Dr Jonathan Breeze).

В 2012 году группа ученых продемонстрировала, что мазер, созданный на базе молекул органического соединения пентацена, способен работать при комнатной температуре, вырабатывая импульсы микроволнового излучения, длительностью в тысячные доли секунды. Любая попытка более длительной работы мазера приводила к плавлению его кристалла.

Алмазный мазер


В качестве тела нового мазера ученые использовали алмаз, выращенный в обогащенной азотом атмосфере. В результате этого под воздействием фокусированного электронного луча множество атомов углерода в структуре синтетического алмаза были замещены атомами азота, формируя дефекты кристаллической решетки, известные под названием азотной вакансии. После этого алмаз был нагрет до высокой температуры, что позволило атомам азота и углерода сформировать пары, которые иногда используются в качестве кубитов в квантовых технологиях.

Кристалл обработанного синтетического алмаза был заключен внутри сапфирового кольца, которое выступало в роли концентратора энергии микроволновых волн, и освещен светом зеленого лазера. Проведенные эксперименты показали, что такой мазер способен работать при комнатной температуре сколь угодно долгое время.

Ученые, совершившие данное открытие, считают, что созданные ими мазеры уже очень скоро могут быть использованы в самых различных областях, включая рентгенографию, системы безопасности аэропортов, в радиоастрономии и в системах дальней космической связи. Помимо этого, мазеры могут быть использованы в технологиях квантовых вычислений, обеспечивая управление состоянием и считывание информации, хранящейся в квантовых битах, кубитах.




Ключевые слова:
Лазер, Мазер, Генератор, Микроволновое, Излучение, Алмаз, Углерод, Азот, Атом, Вакансия, Температура

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Разработан твердотельный алмазный мазер, способный работать при комнатной т ...
  • Создание мазера, работающего при комнатной температуре, обещает прорыв в об ...
  • Созданы первые квантовые биты, функционирующие при комнатной температуре.
  • Новый "алмазный светодиод" способен излучать свет единичными фотонами.
  • Ученые-физики обнаружили полупроводниковый материал, который может содержат ...




  • 2 апреля 2018 09:48
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 4243
    Однако... три года им понадобилось, что бы от теории перейти к практике


    --------------------
        
    3 апреля 2018 10:46
    #2 Написал: Deverot

    Публикаций: 0
    Комментариев: 62
    Я плохо понимаю принцип работы мазера, но судя по википедии это что-то вроде конвертера который преобразует в данном случае луч лазера в чисто микроволновое излучение. Если я не правильно понял подскажите что конкретно он делает. И даже если я не прав, то все равно у этого мазера должны быть другие характеристики кроме температуры работы. Но тут даже нет ни их не сравнения с другими аналогами (кроме того что другая комнатная версия долго не работала)
        
    4 апреля 2018 12:41
    #3 Написал: Helltorn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 304
    Собственно Мазер - обычный Лазер только в диапазоне радио частот. К сожалению радиоволны принципиально невозможно сконцентрировать в параллельный пучек. Однако разные уловки и новые материалы позволят преодолеть ряд ограничений. Прежде всего мазер необходим для дальней космической связи и военной промышленности.
        
    5 апреля 2018 11:33
    #4 Написал: Deverot

    Публикаций: 0
    Комментариев: 62
    Благодарю за разъяснение!
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.