Den nya utvecklingen använder kvanttunneleffekten för att generera en kraftfull terahertzlaser.
Tidigare studier har visat förekomstenen liten mängd vatten på månen. Metoderna som användes för mätningen var dock inte tillräckligt exakta för att fullt ut förse uppdraget med vattenkällor, förklarar författarna. Breda spektrometrar skiljer inte mellan vattenmolekyler, fria vätejoner och hydroxyl.
För att lösa detta problem, NASA-forskareutvecklade kvantkaskadlasrar. Dessa enheter genererar fotoner med varje elektronövergång, med hjälp av de unika kvantegenskaperna hos tunna material som är några få atomer tjocka.
En liten laser i händerna på en utvecklare. Bild: NASA
I dessa material sänder lasern ut fotoner meden viss frekvens, bestäms av tjockleken på de alternerande skikten av halvledare, och inte av elementen i materialet. Inom kvantfysiken ökar tunna lager chansen att en foton sedan kan tunnla in i nästa lager istället för att studsa från barriären.
Väl där exciterar den ytterligare fotoner. Med hjälp av ett generatormaterial med 80-100 lager med en total tjocklek på mindre än 10-15 mikron skapar kommandokällan en kaskad av fotoner med terahertzenergi.
Forskarna konstaterar att för att skapatraditionella optiska terahertzlasrar kräver stora mängder energi och stora installationer. Sådana enheter är svåra att leverera och använda i rymden. Ett litet alternativ, tvärtom, skulle vara lämpligt för ett månuppdrag.
På omslaget: en jämförande bild av en laser och ett mynt. Foto: NASA
Läs mer:
Solfläck i jordstorlek växer 10 gånger på 2 dagar: den är riktad mot oss
Detta är jordens "tvilling" i det förflutna: ett unikt planet-hav hittades inte långt från oss
Einstein hade rätt igen: efter ett halvt sekel bevisade fysiker stabiliteten hos svarta hål