Nový vývoj využíva efekt kvantového tunelovania na generovanie výkonného terahertzového lasera.
Predchádzajúce štúdie preukázali prítomnosťmalé množstvo vody na Mesiaci. Metódy použité na meranie však neboli dostatočne presné na to, aby misii plne poskytli vodné zdroje, vysvetľujú autori. Široké spektrometre nerozlišujú medzi molekulami vody, voľnými vodíkovými iónmi a hydroxylom.
Na vyriešenie tohto problému výskumníci NASAvyvinuté kvantové kaskádové lasery. Tieto zariadenia generujú fotóny s každým elektrónovým prechodom, využívajúc jedinečné kvantové vlastnosti tenkých materiálov s hrúbkou niekoľkých atómov.
Malý laser v rukách vývojára. Obrázok: NASA
V týchto materiáloch laser emituje fotóny surčitú frekvenciu, určenú hrúbkou striedajúcich sa vrstiev polovodičov, a nie prvkami v materiáli. V kvantovej fyzike tenké vrstvy zvyšujú šancu, že fotón potom môže tunelovať do ďalšej vrstvy namiesto toho, aby sa odrazil od bariéry.
Keď tam je, excituje ďalšie fotóny. Pomocou generátorového materiálu s 80-100 vrstvami s celkovou hrúbkou menšou ako 10-15 mikrónov vytvára príkazový zdroj kaskádu fotónov s terahertzovou energiou.
Výskumníci poznamenávajú, že s cieľom vytvoriťtradičné optické terahertzové lasery vyžadujú veľké množstvo energie a veľké inštalácie. Takéto zariadenia sa ťažko dodávajú a používajú vo vesmíre. Drobná alternatíva by sa naopak hodila na mesačnú misiu.
Na obale: porovnávací obrázok lasera a mince. Foto: NASA
Čítaj viac:
Slnečná škvrna veľkosti Zeme narastie 10-krát za 2 dni: je nasmerovaná na nás
Toto je „dvojča“ Zeme v minulosti: neďaleko od nás sa našla jedinečná planéta-oceán
Einstein mal opäť pravdu: po polstoročí fyzici dokázali stabilitu čiernych dier