Maser è l'acronimo inglese di Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ovvero Amplificazione di microonde tramite emissione stimolata di radiazioni. Un maser è simile a un laser, ma opera nella regione delle microonde dello spettro elettromagnetico.
Cenni storici
Il primo maser fu costruito nel 1953 alla Columbia University da Charles Hard Townes, J. P. Gordon, e H. J. Zeiger. L'apparecchio utilizzava l'emissione stimolata in un flusso di molecole di ammoniaca energizzata, per l'amplificazione delle microonde alla frequenza di 24 gigahertz.
Townes in seguito lavorò con Arthur L. Schawlow per descrivere il principio del maser ottico, o laser, inventato nel 1960 da Theodore H. Maiman.
Usi
I maser vengono usati per produrre frequenze di riferimento ad alta precisione, come accade negli orologi atomici. Sono usati anche come amplificatori elettronici nei radiotelescopi.
Principio di funzionamento
I maser telescopici usano schiere di atomi di cromo isolati in un cristallo di ossido di alluminio, come amplificatori, pompando l'energia a diverse frequenze radio. Oppure utilizzano strisce lucidate di rubino sintetico.
Quando il segnale di ingresso entra, un "pettine" d'oro (l'oro è usato perché non può essere corroso e cambiare forma) lo distribuisce lungo la striscia di rubino lucidato. Quando le onde radio si muovono attraverso il cristallo, spostano gli elettroni su orbite differenti. Quando gli elettroni si muovono nelle loro nuove, più basse orbite, vicine al nucleo atomico, si aggiungono all'onda che li ha spostati. Un'onda radio è prodotta dallo spostamento della carica elettrica o del campo magnetico.
I denti del pettine sono distanziati in modo che le onde radio desiderate si sommino mentre si spostano lungo il cristallo. Ciò significa che le onde radio indesiderate non si sommano, e sono quindi filtrate.
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