Starszy, nieco zapomniany kuzyn popularnego lasera – maser – znów zainteresował naukowców. Brytyjczykom udało się po raz pierwszy skonstruować maser, który działa w temperaturze pokojowej.
Masery wynaleziono w latach 50-tych ubiegłego wieku. Zasada ich działania jest podobna do laserów, tylko w przypadku maserów emitowane jest nie światło, a mikrofale. Urządzenia te nigdy jednak nie weszły do użytku tak szeroko jak lasery, gdyż do pracy wymagały ekstremalnych warunków — albo bardzo niskiego ciśnienia, albo temperatur bliskich zeru absolutnemu. Ponadto konieczne było stosowanie silnego pola magnetycznego, a to oznaczało użycie dużych magnesów.
Brytyjskim naukowcom udało się rozwiązać te problemy — stworzyli maser, który nie tylko nie wymaga do pracy pola magnetycznego, ale pracuje w temperaturze pokojowej.
Dotychczasowe masery pracowały w temperaturze około –253 stopni — powiedział wynalazca Mark Oxborrow z National Physical Laboratory — my, jako pierwsi na świecie, skonstruowaliśmy takie urządzenie, które pracuje w temperaturze pokojowej.
Tradycyjne masery wykorzystywały kryształ rubinu, a Brytyjczycy zastąpili go kryształem p‑terfenylu wzbogaconym pentacenem. W temperaturze pokojowej ma on takie same pożądane w maserze właściwości, co rubin w temperaturze bliskiej zeru absolutnemu. Nawet wygląda jak rubin, gdyż bezbarwny p‑terfenyl po dodaniu pentacenu zyskuje intensywną, rubinową barwę.
Masery są wykorzystywane do wykrywania sygnałów z kosmosu. Przełomowy projekt brytyjskich naukowców być może pozwoli na bardziej powszechne ich używanie. Zdaniem Brytyjczyków masery można będzie wykorzystać np. w urządzeniach do obrazowania medycznego, czujnikach chemicznych pozwalających na zdalne wykrywanie materiałów wybuchowych, w komputerach kwantowych czy radioteleskopach.
Gdy wynaleziono laser, nikt nie wiedział, jakie można będzie znaleźć dla niego zastosowania, tymczasem rozwój technologiczny spowodował, że lasery stały się częścią naszego codziennego życia — stwierdził współautor badań, profesor Neil Alford z Imperial College London — minie jeszcze sporo czasu, zanim masery tak się rozpowszechnią, ale dokonany przez nas przełom oznacza, że urządzenia te można — dosłownie — wyjąć z zamrażarki i wykorzystywać w praktyce.
To oczywiście nie koniec prac nad ulepszaniem masera. Problemem do rozwiązania jest jeszcze wymuszanie ciągłej jego pracy gdyż na razie urządzenie pracuje tylko pulsacyjnie. Naukowcy chcą także rozszerzyć częstotliwość generowanych mikrofal, bo prototypowy maser pracuje jedynie w wąskim zakresie. W dalszej perspektywie zespół z NPL zamierza badać inne materiały pod kątem ich przydatności do budowy masera działającego w temperaturze pokojowej oraz zmniejszyć pobór energii przez urządzenie. Prowadzone będą też prace nad zminiaturyzowaniem masera.
