Исследователи сделали революционный шаг: впервые в мире мазер, устройство, усиливающее микроволны, был запущен при комнатной температуре без использования лазеров или сложных криогенных систем. Вместо этого команда ученых из Университета Нортумбрии, Института Оптики Париж-Сакле и Имперского колледжа Лондона применила на практике обычные синие светодиоды, что открывает новые горизонты для применения квантовых технологий в повседневной жизни.
Как работает новый мазер?
В процессе разработки был собран компактный источник света, использующий 2120 светодиодов, излучающих синий свет. Этот свет преобразуется в жёлто-оранжевый при помощи специального преобразователя, который возбуждает молекулы пентанцена — органического вещества, способного генерировать микроволны. На этом этапе начинается усиление сигнала, приводящее к возникновению мазерного эффекта.
Работа установку показала, что она способна генерировать устойчивое микроволновое излучение с частотой 1,45 ГГц и мощностью около 0,014 мВт. Эти характеристики хорошо подходят для работы систем спутниковой связи, телекоммуникаций и медицинской техники, как, например, МРТ. Главное отличие нового мазера — отсутствие необходимости в дорогостоящем лазерном оборудовании и низких температурах, что делает его более доступным для массового использования.
Потенциал для будущего
Одним из ключевых преимуществ нового подхода является его простота. Традиционные мазеры были сложными и громоздкими в эксплуатации, но теперь их можно адаптировать для широкого спектра применения, включая портативные устройства. Это может стать основой для разработки новых медицинских сенсоров, астрономических телескопов, навигационных систем и приборов, требующих высокой точности измерений.
Доступность светодиодов также обещает значительно снизить стоимость таких устройств, позволив их использовать в различных областях, включая здравоохранение и научные исследования. Исследователи уже наметили дополнительные шаги, чтобы улучшить эффективность устройства, включая использование оптических зеркал и мощных светодиодов.
Что это значит для науки и технологий?
Создание мазера, работающего от светодиодов при обычной температуре, является значительным технологическим прорывом. Эта разработка демонстрирует, что ранее сложные и дорогие технологии могут стать доступными для широкой общественности. Возможно, уже в ближайшие годы устройства, основанные на принципах нового мазера, появятся не только в научных лабораториях, но и в больницах и центрах исследований, улучшая качество жизни и расширяя возможности современных технологий.
