Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Brit vytvořil rekordní mikrovlnný laser díky Japoncům a hádce se ženou

aktualizováno 
Britští vědci sestavili nečekaně účinné zařízení na výrobu mikrovln. Pomohla jim přehlédnutá vědecká práce z Japonska, součástky z eBay a trochu také adrenalin z jedné partnerské neshody.

V běžném světle růžový krystal (uprostřed bloku) maseru | foto: NPL

Víte, co bylo před laserem? Maser. Zařízení, které místo světla vysílá mikrovlnné vlny. Vzniklo necelých deset let před laserem a pracuje na stejném principu. Ovšem vysílá na jiných vlnových délkách. Písmeno M na začátku slova znamená, že masery jsou "mikrovlnné" (na rozdíl od L jako "light", tedy světlo, u laseru).

Technologie byla důležitá pro rozvoj laseru, ale potomek svého předka rychle předběhl. Za prvé proto, že pro mikrovlny se nenašlo tak široké využití. Používají se například při měření přesného času nebo k zesilování signálu z kosmických sond, včetně vozítka Curiosity. Masery jsou ale také v porovnání s dnešními lasery méně výkonné a náročnější na provozní podmínky. Vyžadují chlazení na teplotu blízké absolutní nule. 

Mark Oxborrow s růžovým krystalem, který tvoří srdce jeho maseru

Mark Oxborrow ukazuje růžový krystal, který tvoří srdce jeho maseru.

Britský fyzik Mark Oxborrow ovšem tento trend mohl změnit svou novou prací v časopise Nature (přístup je placený). Oxborrow narazil před časem na práci japonských fyziků. Ti bez většího zájmu publikovali zjištění o ozařování jisté organické sloučeniny laserem (kombinace p-terfenylu a pentacenu).

Japonští vědci se o ni zajímali kvůli možnému použití při rozptylu neutronů, což je základ používaných postupů pro zkoumání materiálů a jejich vlastností. Oxborrow si ovšem uvědomil, že látka by mohla sloužit jako základ maseru pro vyšší teploty. V některých, pro chod maseru důležitých ohledech, se chová, jako kdyby se nacházela v teplotách blízkých absolutní nule. Čímž se obchází nutnost chlazení, které je jinak jediný fyzikální způsob, jak potlačit v maseru šum a dostat z něj čistý "signál".

Oxborrow se rozhodl pro praktický pokus. Přesvědčil dva kolegy, aby mu pomohli, půjčil si nutné chemikálie a vytvořil z nich krystal, který měl představovat srdce maseru. Krystal maseru (stejně jako laseru) bylo ale zapotřebí něčím "nabudit". Jako zdroj záření posloužil vyřazený medicínský laser, který našel na serveru eBay.

Záznam vůbec prvního pulzu z nového maseru. Svislá osa vyznačuje sílu signálu.

Záznam vůbec prvního pulzu z nového maseru. Svislá osa vyznačuje sílu signálu. Pozor, není lineární, ale logaritmická. Na vrcholu obrazovky je 20 dBm (tj. 0,1 wattu), na spodním okraji -60 dBm (tj. 1 nanowatt). Na vodorovné ose je čas, celá dálky obrazovky odpovídá 1 milisekundě.

Zařízení pracuje tak, že laser ozáří krystal a nabudí elektrony v jeho atomech. Když pak na něj zazáří mikrovlny, vyvolají lavinu mezi "nabuzenými" elektrony a vznikne silnější signál na stejné vlnové délce. Důležité je, aby se to dělo účinně.

Sestava už byla několik dní připravená, ale Oxborrow prý neměl odvahu stisknout vypínač. Časopisu Nature řekl, že týmu se to celé zdálo až příliš jednoduché. Situaci změnila menší domácí rozmíška. Aby se uklidnil, vyrazil Oxborrow do laboratoře a v tomto rozpoložení se rozhodl riskovat a zařízení zapnul.

Pracovalo hned napoprvé a signál z něj byl navíc nečekaně silný, údajně sto milionkrát silnější než u existujících maserů, tvrdí britský fyzik. Navíc se to povedlo bez kryogenního chlazení, při běžné pokojové teplotě. A navzdory tomu, že Oxborrow (jak sám řekl) je špatný chemik, a krystal použitý v prvním zařízení byl hodně nepovedený. Lepší by mohl zvýšit výkon zařízení nejméně trojnásobně, myslí si Brit. A je velmi pravděpodobné, že u nového zařízení se podaří najít i další triky na zvýšení účinnosti.

Veliká potíž zatím je, že maser zatím vysílá v krátkých pulzech. Ale většina praktických použití vyžaduje zařízení schopné vysílat signál po delší dobu. Oxborrow se ale domnívá, že další prototyp jeho maseru podle japonského návodu, nazvaný pracovně Mach 2, už si povede i v tomto ohledu lépe.  

Pokud tomu tak bude, vylepšené masery by mohly najít svoje uplatnění například v komunikaci na dlouhé vzdálenosti. Naše domluva s příští generací marsovských nebo meziplanetárních sond by tak mohla být o něco jednodušší.



Témata: Japonsko, Curiosity, eBay

Nejčtenější

Ruská armáda zavedla do výzbroje „smrtící kombajny“. Byly i v Sýrii

BMPT Terminátor

Ruská armáda dala do zkušebního provozu deset vozidel Terminátor určených pro palebnou podporu tanků. Některá z těchto...

Pilotovi se nechtělo střílet, ale musel. Sestřelení letu KAL 902

Letoun Korejských aerolinií po nouzovém přistání na zamrzlém jezeře.

Před 40 lety sovětská protivzdušná obrana sestřelila dopravní letadlo korejských aerolinek, které se dostalo na území...



Fotky z letecké nehody ukazují, že cestující se neumějí zachránit

Poškozený motor letounu spolešnosti Southwest Airlines

Jestli někdo potřeboval důkaz, že cestující nesledují bezpečnostní instruktáž posádky, čerstvá nehoda letadla...

Youtuber zaplakal. V přímém přenosu mu hackeři ukradli 40 milionů

Ian Balina zřejmě během hacku přišel o více než dva miliony dolarů v...

Přijít o miliony dolarů je ve světě kryptoměn až neuvěřitelně snadné. Přesvědčil se o tom i Ian Balina, americký...

Voda na Marsu je. Chová se však zvláštně a může i levitovat

Na povrchu Marsu můžeme spatřit nejenom doklady o proudění kapalné vody v...

Dva experimenty ukázaly, že na povrchu Marsu se voda chová výrazně jinak, než jsme zvyklí. Například místní „bahno“...

Další z rubriky

Voda na Marsu je. Chová se však zvláštně a může i levitovat

Na povrchu Marsu můžeme spatřit nejenom doklady o proudění kapalné vody v...

Dva experimenty ukázaly, že na povrchu Marsu se voda chová výrazně jinak, než jsme zvyklí. Například místní „bahno“...

Nový lovec planet. Do vesmíru odstartoval teleskop TESS

Příprava teleskopu TESS před startem

Ve čtvrtek v noci našeho času se na oběžnou dráhu Země vydal teleskop TESS. Bude hledat planety u hvězd vzdálených...

V Montaně objevili „kapesního“ T-rexe. Nebo možná nový druh

Pokus o rekonstrukci podoby T. rexe na základě moderních vědeckých poznatků....

V Montaně se podařilo objevit kostru, která by mohla patřit mladému tyranosaurovi. Nebo možná druhu malého...

Najdete na iDNES.cz