Нова розробка використовує ефект квантового тунелювання для генерації терагерцового лазера високої потужності.
Попередні дослідження показали наявністьневелику кількість води на місяць. Однак методи, які використовуються для вимірювання, були недостатньо точними для повноцінного забезпечення місії джерелами води, пояснюють автори. Широкі спектрометри не розрізняють молекули води, вільні іони водню та гідроксил.
Щоб вирішити цю проблему, дослідники з НАСАрозробили квантові каскадні лазери Ці пристрої генерують фотони при кожному переході електрона, використовуючи унікальні квантові властивості тонких матеріалів завтовшки кілька атомів.
Крихітний лазер у руках розробника. Зображення: NASA
У цих матеріалах лазер випромінює фотони зпевною частотою, що визначається товщиною шарів напівпровідників, що чергуються, а не елементами в матеріалі. У квантовій фізиці тонкі шари збільшують ймовірність того, що фотон потім зможе тунелювати наступного шару замість того, щоб відскакувати від бар'єру.
Опинившись там, він порушує додаткові фотони. Використовуючи матеріал генератора з 80-100 шарами загальною товщиною менше 10-15 мкн, джерело команди створює каскад фотонів з терагерцової енергією.
Дослідники зазначають, що для створеннятрадиційних оптичних терагерцевих лазерів потрібна велика кількість енергії та великі установки. Такі пристрої складно доставити та використовувати у космосі. Крихітна альтернатива, навпаки, підійде для місячної місії.
На обкладинці: порівняльне зображення лазера та монети. Фото: NASA
Читати далі:
Сонячна пляма розміром із Землю зросла в 10 разів за 2 дні: вона спрямована на нас
Це «близнюк» Землі в минулому: знайдено унікальну планету-океан недалеко від нас
Ейнштейн знову мав рацію: через півстоліття фізики довели стабільність чорних дір.