Crean nuevo máser de temperatura ambiente

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Han utilizado la misma tecnología que produjo los cristales de tiempo para crear un máser de temperatura ambiente, un láser de microondas, que supera muchos de los problemas de los anteriores máseres.

Los máseres son anteriores al láser.

Son más o menos lo mismo, pero los máseres disparan luz de microondas en lugar de luz visible o infrarroja.

Los láseres siempre han sido más populares, ya que los máseres solo han funcionado en pulsos cortos y requerían temperaturas y vacíos increíblemente fríos para funcionar.

Pero ahora, un equipo de científicos en el Reino Unido ha superado tanto los desafíos antiguos como los nuevos para presentar su máser de emisión continua a temperatura ambiente.

Los máaseres y los láseres funcionan básicamente con el mismo principio.

Los átomos suelen tener electrones orbitando sus núcleos en niveles de energía específicos.

Agregue un poco de energía en forma de, por ejemplo, un fotón, y los electrones saltan a niveles de energía más altos.

Bombee una cantidad suficiente de esos electrones en el mismo nivel de energía superior, y puede liberar una cascada de fotones del mismo color (o longitud de onda, en física) cuyas ondas se alinean.

Los científicos lograron este efecto en la década de 1960 usando microondas en un tipo especial de cristal de zafiro, pero requirió un enfriamiento extremo para evitar que otros efectos físicos detuvieran la emisión del máser.

Desde entonces, la producción de esta llamada “emisión estimulada” casi siempre se ha hecho con luz visible e infrarroja, produciendo láseres.

Las limitaciones de los máseres los han relegado a usos físicos más esotéricos, como amplificar señales en algunos telescopios y mantener el tiempo en relojes avanzados, a diferencia de los láseres, que parecen estar prácticamente en todas partes.

El equipo británico ha creado un máser que no requiere temperaturas muy frías, utilizando centros de vacantes de nitrógeno en diamantes.
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Los diamantes son retículas de átomos de carbono donde cada carbono se conecta con otros cuatro.

Pero si intercambia uno de los carbonos con nitrógeno, le queda un centro vacío donde debería haber, pero no lo hay, un átomo de carbono.

Todos los átomos de carbono adyacentes no tienen nada a lo que conectarse en esa región, que es solo el exceso de electrones.

Los investigadores comienzan bombeando este diamante hecho en laboratorio con un láser, que excita los electrones en los centros de vacantes a una longitud de onda más alta.

Esos electrones caen rápidamente al suelo, pero hay una trampa.

Los investigadores alinearon el diamante a lo largo de un campo magnético utilizando un anillo de zafiro, que divide el estado fundamental en subniveles de energía diferente, en función de una propiedad innata del electrón llamada espín.

Luego, los electrones cayeron del más alto al más bajo de estos subniveles de estado fundamental para producir un haz continuo de microondas: el máser.

Este no es el primer equipo de físicos que logran un máser a temperatura ambiente, se presentó un máser en 2012 utilizando un medio de masificación diferente.

Pero esos máseres solo duraban pulsos de microsegundos. El nuevo máser tiene un rayo continuo.

El físico Erik Bauch de Harvard, que no participó en el nuevo estudio, le dijo a Gizmodo que antes de ver este experimento, él y sus compañeros eran escépticos de que un máser basado en una vacante de nitrógeno funcionaría.

Fuente: Gizmodo