Primer Máser de Estado Sólido Continuo a Temperatura Ambiente del Mundo, Construido con Diamante

Imperial College London. Por: Caroline BroganThomas Angus [Photographer]

El máser (amplificación de microondas por emisión estimulada de radiación), el hermano de frecuencia de microondas más antiguo del láser, se inventó en 1954. Sin embargo, a diferencia de los láseres, que se han generalizado, los máseres se utilizan mucho menos porque para funcionar deben enfriarse a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273 °C).

Sin embargo, este nuevo estudio del Imperial College de Londres y la UCL, y publicado en Nature, informa por primera vez de un máser que puede actuar continuamente a temperatura ambiente.

El investigador principal, el Dr. Jonathan Breeze, del Departamento de Materiales del Imperial, dijo: "Este avance allana el camino para la adopción generalizada de los máseres y abre la puerta a una amplia gama de aplicaciones que estamos deseando explorar. Esperamos que el máser tenga ahora tanto éxito como el láser".

En 2012, los científicos demostraron que un máser podía funcionar a temperatura ambiente utilizando la molécula orgánica pentaceno. Sin embargo, solo producía breves ráfagas de radiación máser que duraban menos de una milésima de segundo. En cualquier caso, si el máser hubiera funcionado de forma continua, el cristal probablemente se habría fundido.

Ahora, el Dr. Breeze y sus colegas han utilizado un diamante sintético cultivado en una atmósfera rica en nitrógeno para crear un nuevo máser que funciona continuamente.

Los átomos de carbono se "eliminaron" del diamante mediante un haz de electrones de alta energía, creando espacios conocidos como "vacantes". A continuación, se calentó el diamante, lo que permitió que los átomos de nitrógeno y las vacantes de carbono se emparejaran, formando un tipo de defecto conocido como centro de defectos de vacantes de nitrógeno (NV). El diamante fue proporcionado por Element Six.

Cuando se colocó dentro de un anillo de zafiro para concentrar la energía de microondas y se iluminó con luz láser verde, los investigadores comprobaron que el máser funcionaba a temperatura ambiente y, lo que es más importante, de forma continua.

El coautor, el profesor Neil Alford, también del Departamento de Materiales del Imperial, dijo: "Esta tecnología tiene un camino que recorrer, pero puedo ver que se utilizará cuando sea esencial la detección sensible de la radiación de microondas".

El equipo que ha realizado el descubrimiento afirma que los máseres podrían utilizarse en diversas aplicaciones, como la obtención de imágenes médicas o los escáneres de seguridad de los aeropuertos. Tradicionalmente se han utilizado en la comunicación en el espacio profundo y en la radioastronomía.

Además de las imágenes médicas y los escáneres de seguridad de los aeropuertos, los máseres podrían desempeñar un papel fundamental en la mejora de los sensores para detectar bombas a distancia, la nueva tecnología para los ordenadores cuánticos e incluso podrían mejorar los métodos de comunicación espacial para encontrar potencialmente vida en otros planetas.

Artículo: Imperial College London: Masers go Mainstream

 
 
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