新しい開発では、量子トンネル効果を利用して強力なテラヘルツレーザーを生成します。
これまでの研究で存在が示されている月にある少量の水。しかし、測定に使用された方法は、ミッションに水源を完全に提供できるほど正確ではなかった、と著者は説明しています。ワイド分光計は、水分子、遊離水素イオン、およびヒドロキシルを区別しません。
この問題を解決するために、NASA の研究者は量子カスケードレーザーを開発。これらのデバイスは、数原子の厚さの薄い材料の独自の量子特性を使用して、すべての電子遷移で光子を生成します。
開発者の手の中の小さなレーザー。画像：NASA
これらの材料では、レーザーは光子を放出します。特定の周波数は、材料内の元素ではなく、半導体の交互層の厚さによって決まります。量子物理学では、薄い層は、光子が障壁から跳ね返る代わりに、次の層にトンネリングできる可能性を高めます。
そこに到達すると、追加の光子が励起されます。総厚が 10 ～ 15 ミクロン未満の 80 ～ 100 層のジェネレーター材料を使用して、コマンド ソースはテラヘルツ エネルギーを持つ光子のカスケードを作成します。
研究者は、作成するために従来の光テラヘルツ レーザーは、大量のエネルギーと大規模な設備を必要とします。このようなデバイスは、宇宙での配送と使用が困難です。それどころか、小さな代替案は月面ミッションに適しています。
表紙：レーザーとコインの比較画像。写真：NASA
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