Un diamante que contiene centros de defectos de vacantes de nitrógeno (NV) se ilumina con un láser verde de 532 nm. La luz roja porque los centros NV son fluorescentes. Crédito:Jonathan Breeze, Colegio Imperial de Londres
El maser (amplificación de microondas por emisión estimulada de radiación), el hermano mayor de frecuencia de microondas del láser, fue inventado en 1954. Sin embargo, a diferencia de los láseres, que se han generalizado, Los masers se utilizan mucho menos porque para que funcionen deben enfriarse a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273 ° C).
Sin embargo, este nuevo estudio del Imperial College London y UCL, y publicado en Naturaleza , informa por primera vez de un maser que puede actuar de forma continua a temperatura ambiente.
El investigador principal, el Dr. Jonathan Breeze, del Departamento de Materiales de Imperial, dijo:"Este avance allana el camino para la adopción generalizada de másers y abre la puerta a una amplia gama de aplicaciones que estamos ansiosos por explorar. Esperamos que el máser disfrute ahora de tanto éxito como el láser".
En 2012, Los científicos demostraron que un máser podía operar a temperatura ambiente utilizando la molécula orgánica pentaceno. Sin embargo, sólo produjo breves ráfagas de radiación máser que duraron menos de una milésima de segundo. En todo caso, había operado el maser continuamente, el cristal probablemente se habría derretido.
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 de forma continua.
Los átomos de carbono fueron 'eliminados' del diamante usando un haz de electrones de alta energía, creando espacios conocidos como 'vacantes'. Luego 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 nitrógeno vacante (NV). El diamante fue proporcionado por Element Six.
El diamante se mantiene dentro de un anillo de zafiro y se ilumina con un láser verde de 532 nm. La luz roja es la fluorescencia de los centros NV. Crédito:Thomas Angus, Colegio Imperial de Londres
Cuando se coloca dentro de un anillo de zafiro para concentrar la energía de microondas, e iluminado por luz láser verde, los investigadores encontraron que el maser funcionaba a temperatura ambiente y, lo que es más importante, continuamente.
Coautor, profesor Neil Alford, también del Departamento de Materiales de Imperial, dijo:"Esta tecnología tiene un camino por recorrer, pero puedo ver que se usa donde la detección sensible de radiación de microondas es esencial ".
El equipo que hizo el descubrimiento dice que los masers podrían usarse en una variedad de aplicaciones, como imágenes médicas y escaneo de seguridad de aeropuertos. Se han utilizado más tradicionalmente en comunicaciones en el espacio profundo y radioastronomía.
Además de imágenes médicas y escaneo de seguridad aeroportuaria, Los masers podrían desempeñar un papel fundamental en la mejora de los sensores para detectar bombas de forma remota, nueva tecnología para computadoras cuánticas, e incluso podría mejorar los métodos de comunicación espacial para potencialmente encontrar vida en otros planetas.
