Em inglês, a palavra Maser é uma abreviatura para a frase "Amplificação de microondas por emissão estimulada de radiação", que se traduz como "amplificação de microondas usando radiação estimulada". Em sua ação, é semelhante a um laser, mas opera na faixa do microondas.
Um maser é um dispositivo que produz ondas eletromagnéticas sucessivas. Foi inventado pela primeira vez por físicos da URSS e dos EUA Nikolai Basov, Alexander Prokhorov e Charles Townes em 1954. Por isso, eles receberam o Prêmio Nobel.
Os primeiros modelos trabalhavam com um sistema de bombeamento de três níveis, onde uma fonte de microondas bombeia energia para o fluido de trabalho do emissor. Como resultado, os átomos de hidrogênio e outros se movem para um novo nível de energia a partir do estado de repouso. Isso é acompanhado por radiação na faixa de microondas.
Um maser, ao contrário de um laser, emite feixes de micro-ondas concentrados em vez de luz. A relação entre a potência do sinal útil e a potência do ruído do maser é menor, o que é uma vantagem. No entanto, era inferior em potência a um laser.
Na verdade, a maioria dos masers até agora têm sido emissores de gás, onde os átomos de hidrogênio são usados como meio de trabalho. Mas o custo de tais dispositivos é muito alto porque eles são feitos de muitos componentes caros. Para a operação do maser, foram necessárias temperaturas e vácuo próximos do zero absoluto. Portanto, por muito tempo, foi pouco utilizado.
Mais tarde, Mark Oxborrow e outros cientistas britânicos inventaram um gerador quântico de micro-ondas baseado em componentes de estado sólido. É baseado em cristais de pentaceno, opera em temperatura ambiente e é compacto em tamanho. Os desenvolvedores acreditam que ele pode ser usado em radares e comunicações espaciais, bem como para criar computadores quânticos e radiotelescópios de próxima geração.
O sinal deste dispositivo é muitas vezes mais forte do que o sinal de um maser convencional. Agora os cientistas estão trabalhando para fazer com que ele não apenas gere impulsos curtos individuais, mas trabalhe constantemente. Também é necessário estreitar a faixa de comprimento de onda coberta para amplificação adicional.
Este maser é alimentado por um sistema de bombeamento de dois níveis: um cristal de terfenil e pentaceno são bombeados por um laser óptico. As moléculas de cristal se movem para um novo nível de energia, como resultado, os fótons são emitidos de forma síncrona na faixa de microondas.
