Forskere bruger diamant i verdens første kontinuerlige rumtemperatur solid-state maser

Maser (mikrobølge forstærkning ved stimuleret stråling), laserens ældre mikrobølgefrekvenssøskende, blev opfundet i 1954. Men i modsætning til lasere, som er blevet udbredt, masere er meget mindre udbredt, fordi de for at fungere skal afkøles til temperaturer tæt på absolut nul (-273 ° C).

Imidlertid, denne nye undersøgelse fra Imperial College London og UCL, og udgivet i Natur , rapporterer for første gang om en maser, der kan virke kontinuerligt ved stuetemperatur.

Lederforsker Dr Jonathan Breeze, fra Imperial's Department of Materials, sagde:"Dette gennembrud baner vej for den udbredte vedtagelse af masere og åbner døren for en lang række applikationer, som vi er ivrige efter at undersøge. Vi håber, at maser nu vil få lige så stor succes som laseren."

I 2012, forskere demonstrerede, at en maser kunne operere ved stuetemperatur ved hjælp af det organiske molekyle pentacen. Imidlertid, den producerede kun korte udbrud af maserstråling, der varede mindre end en tusindels sekund. Under alle omstændigheder, havde maser opereret kontinuerligt, krystallen ville sandsynligvis have smeltet.

Nu, Dr Breeze og kolleger har brugt en syntetisk diamant dyrket i en nitrogenrig atmosfære til at skabe en ny maser, der fungerer kontinuerligt.

Kulstofatomer blev 'slået ud' fra diamanten ved hjælp af en elektronenstråle med høj energi, skabe rum kendt som 'ledige stillinger'. Diamanten blev derefter opvarmet, som tillod nitrogenatomer og kulstof -ledige at parre sig, danner en type defekt kendt som et nitrogen-ledigt (NV) defektcenter. Diamanten blev leveret af Element Six.

Når den placeres inde i en ring af safir for at koncentrere mikrobølgeenergien, og belyst af grønt laserlys, forskerne fandt ud af, at maser arbejdede ved stuetemperatur og vigtigere, løbende.

Medforfatter professor Neil Alford, også fra Imperial's Department of Materials, sagde:"Denne teknologi har en vej at gå, men jeg kan se det blive brugt, hvor følsom detektion af mikrobølgestråling er afgørende ".

Teamet, der fandt opdagelsen, sagde, at masere kunne bruges i en række applikationer såsom medicinsk billeddannelse og scanning af lufthavnssikkerhed. De er mere traditionelt blevet brugt i dyb rumkommunikation og radioastronomi.

Samt medicinsk billeddannelse og scanning af lufthavnssikkerhed, masere kunne spille en central rolle i forbedringen af ​​sensorer til ekstern registrering af bomber, ny teknologi til kvantecomputere, og kan endda forbedre rumkommunikationsmetoder for potentielt at finde liv på andre planeter.