Den nye udvikling bruger kvantetunneleffekten til at generere en kraftig terahertz-laser.
Tidligere undersøgelser har vist tilstedeværelsenen lille mængde vand på månen. Men de metoder, der blev brugt til målingen, var ikke nøjagtige nok til fuldt ud at forsyne missionen med vandkilder, forklarer forfatterne. Brede spektrometre skelner ikke mellem vandmolekyler, frie hydrogenioner og hydroxyl.
For at løse dette problem, NASA forskereudviklede kvantekaskadelasere. Disse enheder genererer fotoner med hver elektronovergang ved at bruge de unikke kvanteegenskaber af tynde materialer, der er nogle få atomer tykke.
En lille laser i hænderne på en udvikler. Billede: NASA
I disse materialer udsender laseren fotoner meden vis frekvens, bestemt af tykkelsen af de vekslende lag af halvledere, og ikke af elementerne i materialet. I kvantefysikken øger tynde lag chancen for, at en foton så kan tunnelere ind i det næste lag i stedet for at hoppe af barrieren.
Når den først er der, exciterer den yderligere fotoner. Ved at bruge et generatormateriale med 80-100 lag med en samlet tykkelse på mindre end 10-15 mikron, skaber kommandokilden en kaskade af fotoner med terahertz-energi.
Forskerne bemærker, at for at skabetraditionelle optiske terahertz-lasere kræver store mængder energi og store installationer. Sådanne enheder er vanskelige at levere og bruge i rummet. Et lillebitte alternativ ville tværtimod være velegnet til en månemission.
På omslaget: et sammenlignende billede af en laser og en mønt. Foto: NASA
Læs mere:
Solplet på størrelse med jorden vokser 10 gange på 2 dage: den er rettet mod os
Dette er Jordens "tvilling" i fortiden: et unikt planet-hav blev fundet ikke langt fra os
Einstein havde igen ret: Efter et halvt århundrede beviste fysikere stabiliteten af sorte huller