Terobosan berarti dari maser dapat digunakan lebih luas dalam berbagai aplikasi sekarang.
Maser (microwave amplification by stimulated emission of radiation), saudara frekuensi microwave yang lebih tua dari laser, ditemukan pada tahun 1954. Namun tidak seperti laser, yang telah menyebar luas, maser jauh lebih jarang digunakan karena agar dapat berfungsi maser harus didinginkan hingga suhu mendekati nol mutlak (-273 ° C).
Namun, studi baru ini dari Imperial College London dan UCL, dan diterbitkan di Nature , melaporkan untuk pertama kalinya sebuah maser berhasil dioperasikan secara terus menerus pada suhu kamar .
Peneliti utama Dr Jonathan Breeze, dari Departemen Bahan Imperial, mengatakan: “Terobosan ini membuka jalan bagi adopsi maser yang meluas dan membuka pintu untuk beragam aplikasi yang akan kita jelajahi. Kami berharap maser sekarang akan dinikmati sebanyak keberhasilan laser.”
Pada tahun 2012, para ilmuwan menunjukkan bahwa maser dapat beroperasi pada suhu kamar menggunakan molekul organik pentacene. Namun, itu hanya menghasilkan semburan singkat radiasi maser yang berlangsung kurang dari seperseribu detik. Dalam hal apapun, jika maser dioperasikan secara terus menerus, kristal tersebut akan cenderung meleleh.
Sekarang, Dr Breeze dan rekan telah menggunakan berlian sintetis yang matang di atmosfer kaya nitrogen untuk menciptakan maser baru yang beroperasi secara terus menerus.
Berlian sebelum ditempatkan di dalam cincin safir [Credit: Thomas Angus, Imperial College London]
Atom karbon ‘tersingkir’ dari berlian menggunakan sinar elektron energi tinggi, menciptakan ruang yang dikenal sebagai ‘kekosongan’. Intan itu kemudian dipanaskan, yang memungkinkan atom nitrogen -yang berada di udara terbuka- dan kekosongan karbon untuk berpasangan, membentuk sejenis kerusakan yang dikenal sebagai kekosongan nitrogen (nitrogen-vacancy/NV). Berlian disediakan oleh Element Six, sebuah perusahaan berlian terkemuka.
Berlian ditempatkan di dalam cincin safir dan diterangi oleh laser hijau 532-nm. Lampu merah adalah fluoresensi dari pusat-pusat NV. [Credit: Thomas Angus, Imperial College London]
Ketika berlian ditempatkan di dalam cincin safir untuk memusatkan energi gelombang mikro, dan diterangi oleh sinar laser hijau, para peneliti menemukan bahwa maser bekerja pada suhu kamar dan yang paling penting bekerja secara terus menerus.
Rekan penulis Profesor Neil Alford, juga dari Departemen Bahan Imperial, mengatakan: “Teknologi ini telah berhasil dijalankan, tetapi saya bisa melihatnya digunakan di mana deteksi radiasi mikrowave yang sensitif sangat penting”.
Tim yang membuat penemuan mengatakan maser dapat digunakan dalam berbagai aplikasi seperti pencitraan medis dan pemindaian keamanan bandara. Maser secara tradisional telah digunakan dalam komunikasi luar angkasa dan astronomi radio –cabang astronomi yang mempelajari fenomena benda angkasa melalui pengukuran karakteristik gelombang radio yang dipancarkannya.
Selain pencitraan medis dan pemindaian keamanan di bandara, maser bisa memainkan peran penting dalam meningkatkan sensor untuk mendeteksi bom dari jarak jauh, teknologi baru untuk komputer kuantum, dan bahkan mungkin meningkatkan metode komunikasi ruang angkasa untuk berpotensi menemukan kehidupan di planet lain.
