Le nouveau développement utilise l’effet tunnel quantique pour générer un puissant laser térahertz.
Des études antérieures ont montré la présenceune petite quantité d'eau sur la lune. Cependant, les méthodes utilisées pour la mesure n'étaient pas suffisamment précises pour fournir pleinement à la mission des sources d'eau, expliquent les auteurs. Les spectromètres larges ne font pas la distinction entre les molécules d'eau, les ions hydrogène libres et l'hydroxyle.
Pour résoudre ce problème, des chercheurs de la NASAdéveloppé des lasers à cascade quantique. Ces dispositifs génèrent des photons à chaque transition électronique, en utilisant les propriétés quantiques uniques des matériaux minces de quelques atomes d'épaisseur.
Un minuscule laser entre les mains d'un développeur. Image : NASA
Dans ces matériaux, le laser émet des photons avecune certaine fréquence, déterminée par l'épaisseur des couches alternées de semi-conducteurs, et non par les éléments du matériau. En physique quantique, les couches minces augmentent les chances qu'un photon puisse ensuite pénétrer dans la couche suivante au lieu de rebondir sur la barrière.
Une fois là, il excite des photons supplémentaires. À l'aide d'un matériau générateur de 80 à 100 couches d'une épaisseur totale inférieure à 10 à 15 microns, la source de commande crée une cascade de photons d'énergie térahertz.
Les chercheurs notent que pour créerles lasers térahertz optiques traditionnels nécessitent de grandes quantités d'énergie et de grandes installations. De tels dispositifs sont difficiles à livrer et à utiliser dans l'espace. Une toute petite alternative, au contraire, conviendrait à une mission lunaire.
Sur la couverture : une image comparative d'un laser et d'une pièce de monnaie. Photo : NASA
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