O novo desenvolvimento usa o efeito do tunelamento quântico para gerar um laser terahertz de alta potência.
Estudos anteriores mostraram a presençauma pequena quantidade de água na lua. No entanto, os métodos usados para a medição não foram precisos o suficiente para fornecer totalmente a missão com fontes de água, explicam os autores. Amplos espectrômetros não distinguem entre moléculas de água, íons de hidrogênio livres e hidroxila.
Para resolver esse problema, pesquisadores da NASAdesenvolveram lasers em cascata quântica. Esses dispositivos geram fótons a cada transição eletrônica, usando as propriedades quânticas únicas de materiais finos com alguns átomos de espessura.
Um minúsculo laser nas mãos de um desenvolvedor. Imagem: NASA
Nesses materiais, o laser emite fótons comuma certa frequência, determinada pela espessura das camadas alternadas de semicondutores, e não pelos elementos do material. Na física quântica, camadas finas aumentam a chance de um fóton poder entrar em túnel para a próxima camada, em vez de ricochetear na barreira.
Uma vez lá, excita fótons adicionais. Utilizando um material gerador com 80-100 camadas com espessura total inferior a 10-15 mícrons, a fonte de comando cria uma cascata de fótons com energia terahertz.
Os pesquisadores observam que, para criaros lasers ópticos tradicionais de terahertz requerem grandes quantidades de energia e grandes instalações. Tais dispositivos são difíceis de entregar e usar no espaço. Uma pequena alternativa, pelo contrário, seria adequada para uma missão lunar.
Na capa: uma imagem comparativa de um laser e uma moeda. Foto: NASA
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