Kas ir Masers?

Atomu staru mazeros parasti tiek izmantota gāzes forma, kas kamerā tiek uzlādēta ierosinātā stāvoklī, kas liek šai gāzei izstarot starojumu, ko uzglabā rezonators, kur tā vēlāk tiek izvadīta no kameras caur nelielu atveri. Taunsa radītais maseris bija amonjaka maseris, un tā jauda bija ļoti zema – 0.00001 vats. Tomēr tā radītais enerģijas stars bija tik precīzs, ka tika uzskatīts par noderīgu kā ārkārtīgi precīzu pulksteni, kas simtiem gadu varēja rādīt pareizu laiku līdz sekundēm.

Ja mazers ir balstīts uz gāzi, tas mijiedarbojas tikai šauru frekvenču diapazonā, kas raksturīgs gāzei. Tomēr tas var padarīt to par ļoti precīzu pastiprinātāju pētniecības jomās, kurās tiek pētīta šāda gāze. Ūdeņraža mazers ļoti efektīvi pastiprina un mēra vājus signālus kosmosā radioastronomijā. Ūdeņraža mazers ir izmantots arī kā atompulkstenis, kas ir precīzāks nekā uz amonjaka bāzes veidotais, un 2011.

Ja ir nepieciešama starojuma vai radioviļņu signālu pastiprināšana dažādu frekvenču joslā, tiek izmantots cietvielu mazers. Rubīna mazers ir piemērs tam, pamatojoties uz principiem, ko izmanto arī rubīna lāzers. Rubīna kristāls tiek ierosināts magnētiskā lauka klātbūtnē, lai noregulētu pētāmo signālu noteiktā frekvencē, un tas labi mijiedarbojas ar ļoti vājiem signāliem. Tas nodrošina rubīna mazeriem ideālu pielietojumu signālu pastiprināšanai, ko uz Zemi sūta attālas kosmosa zondes, kas nosūtītas uz citām planētām, vai satelīti, kas riņķo nelielā attālumā ap Mēnesi, piemēram, ģeosinhronie satelīti. Šāds mazers ir izmantots arī radioviļņu mērīšanai, ko izstaro tādas planētas kā Venera, lai pētītu tās atmosfēras ķīmisko sastāvu un temperatūru.

Citi pētniecībā plaši izmantotie maseru veidi ir rubīdija un mikroviļņu šķirnes. Rubīdija mazers ir uz gāzes bāzes, izmantojot iztvaicētu sudraba-balta metāla elementa formu. Tas ir noderīgs laboratorijas instruments optiskajai sūknēšanai, kur elektroni atomā tiek ierosināti līdz zināmam kvantu stāvoklim, lai tos varētu pētīt. Mikroviļņu mazerus izmanto kosmoloģijas pētījumos, lai pētītu kosmosa mikroviļņu fona starojumu kosmosā, kas izveidojās agrīnas Visuma izplešanās rezultātā. To sauc par mikroviļņu radiometrijas pētniecības jomu.