Maser: differenze tra le versioni

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{{nota disambigua|descrizione=il comune della [[provincia di [[Treviso]]|titolo=[[Maser (TVItalia)]]}}

[[File:Charles Townes and first maser.jpg|thumb|upright=1.3|Charles Townes con il suo maser (1953)]]

Il '''Masermaser''' è l'([[acronimo]] dell'[[linguaLingua inglese|inglese]] di '''''M'''icrowaveMicrowave '''A'''mplificationAmplification by '''S'''timulatedStimulated '''E'''missionEmission of '''R'''adiationRadiation'', ovvero{{Lett|amplificazione ''Amplificazionedi microonde mediante emissione stimolata di Microonderadiazioni}}) è un dispositivo che produce onde elettromagnetiche coerenti tramite Emissionel'amplificazione Stimolataper di[[emissione Radiazioni''stimolata]]. UnIl principio del maser è simile a unquello del [[laser]], macon la differenza che il primo opera nella regione delle [[microonde]], dellomentre il secondo nella [[spettroluce elettromagneticovisibile]].

== Storia ==

Il primo maser vennefu costruito nel [[1953]] alla [[Columbia University]] da [[Charles H.Hard Townes]], [[J. P. Gordon]], e [[H. J. Zeiger]] alla [[Columbia University]] nel [[1953]]. L'apparecchio utilizzava l'[[emissione stimolata]] in un flusso di molecole di [[ammoniaca]] energizzata, per produrre l'amplificazione delle microonde alla frequenza di 24 gigahertz.

Townes in seguito lavorò con [[Arthur L. Schawlow]] per descrivere il principio del maser ottico, o [[laser]], che venne inventato nel [[1960]] da [[Theodore Harold Maiman|Theodore H. Maiman]].

Nel [[2012]] [[Mark Oxborrow]] assieme a [[Jonathan Breeze]] e [[Neil Alford]] dell'[[Imperial College London]] usarono un laser e del p-[[terfenile]] per realizzare un maser che funziona a temperatura ambiente. <ref>{{Cita web|url=https://www.scientificamerican.com/article/first-practical-maser-microwave-laser-is-built/|titolo=First Practical Maser (Microwave Laser) Is Built|autore=Geoff Brumfiel|sito=Scientific American|lingua=en|accesso=2021-01-06}}</ref>

I maser vengono usati per produrre frequenze di riferimento ad alta precisione, come accade negli [[orologio atomico|orologi atomici]]. Vengono usati anche come [[amplificatore elettronico|amplificatori elettronici]] nei [[radiotelescopio|radiotelescopi]].

== Usi ==

Per ulteriori informazioni sui maser a ''frequenza di riferimento'', si veda [[orologio atomico]].

{{vedi anche|Orologio atomico}}

I maser vengono usati per produrre frequenze di riferimento ad alta precisione, come accade negli [[orologio atomico|orologi atomici]]. VengonoSono usati anche come [[amplificatore elettronico(elettronica)|amplificatori elettronici]] nei [[radiotelescopio|radiotelescopi]].

I ''maser telescopici'' usano schiere di atomi di [[cromo]] isolati in un cristallo di ossido di alluminio, come amplificatori, pompando l'energia a diverse frequenze radio. Ovvero, utilizzano strisce lucidate di [[rubino]] sintetico.

== Principio di funzionamento ==

Quando il segnale di ingresso entra, un "pettine" d'[[oro]] (l'oro viene usato perché non può essere corroso e cambiare forma) lo distribuisce lungo la striscia di rubino lucidato. Quando le onde radio si muovono attraverso il cristallo, spostano gli elettroni su orbite differenti. Quando gli elettroni si muovono nelle loro nuove, più basse orbite, vicine al nucleo atomico, si aggiungono all'onda che li ha spostati. Un'[[onda radio]] viene prodotta dallo spostamento della [[carica elettrica]] o del [[campo magnetico]].

I ''maser telescopici'' usano schiere di atomi di [[cromo]] isolati in un cristallo di ossido di alluminio, come amplificatori, pompando l'energia a diverse frequenze radio. Ovvero,Oppure utilizzano strisce lucidate di [[rubino]] sintetico.

Quando il segnale di ingresso entra, un "pettine" d'[[oro]] (l'oro vieneè usato perché non può essere corroso e cambiare forma) lo distribuisce lungo la striscia di rubino lucidato. Quando le onde radio si muovono attraverso il cristallo, spostano gli elettroni su orbite differenti. Quando gli elettroni si muovono nelle loro nuove, più basse orbite, vicine al nucleo atomico, si aggiungono all'onda che li ha spostati. Un'[[onda radio]] vieneè prodotta dallo spostamento della [[carica elettrica]] o del [[campo magnetico]].

I denti del pettine sono distanziati in modo che le onde radio desiderate si sommino mentre si spostano lungo il cristallo. Ciò significa che le onde radio indesiderate non si sommano, e vengono quindi filtrate.

I denti del pettine sono distanziati in modo che le onde radio desiderate si sommino mentre si spostano lungo il cristallo. Ciò significa che le onde radio indesiderate non si sommano, e vengonosono quindi filtrate.

I maser sono raffreddati con [[elio]] liquido, che si trova a una temperatura di soli 4 [[kelvin]]. Questo riduce il [[rumore]] proveniente da elettroni, nuclei, e altre particelle cariche che possono rimbalzare in giro a causa del movimento dovuto al riscaldamento molecolare.

I maser sono raffreddati con [[elio]] liquido, che si trova a una temperatura di soli 4 [[kelvin|K]]. Questo riduce il [[rumore (elettronica)|rumore]] proveniente da elettroni, nuclei, e altre particelle cariche che possono rimbalzare in giro a causa del movimento dovuto al riscaldamento molecolare.

Gli elettroni vengono estratti dai loro nuclei da più lunghe, trascurabili onde radio poste sul rubino da un altro pettine.

Gli elettroni vengonosono estratti dai loro nuclei da più lunghe, trascurabili onde radio poste sul rubino da un altro pettine.

I maser si possono trovare anche in natura. Nello spazio interstellare, le molecole d'[[acqua]] nelle regioni di formazione delle [[stella|stelle]] possono subire una [[inversione di popolazione]] ed emettere radiazioni a 22 Ghz, creando la più brillante [[spettro elettromagnetico|linea spettrale]] dell'universo radio. Alcuni maser ad acqua emettono radiazione da un modo vibrazionale a 96 Ghz.

== I maser spaziali ==

I maser si possono trovare anche in natura. Nel [[1963]] un gruppo di ricercatori del [[Massachusetts Institute of Technology|MIT]] percepì segnali radio provenienti dallo [[spazio interstellare]] innescati da nubi molecolari. Due anni dopo i loro colleghi [[california]]ni a [[Berkeley (California)|Berkeley]] rilevarono una serie di microonde estremamente brillanti caratterizzata da una polarizzazione uniforme.<ref name="Mas">Moshe Elitzur, ''I maser celesti'', num. 320, apr.1995, pag.64-70</ref> Da allora gli studiosi hanno scoperto emissioni maser di varie sostanze molecolari, come ad esempio il [[metanolo]] e il [[vapore acqueo]]. Per consentire la manifestazione dei maser, occorre che nelle nubi stellari si verifichino condizioni particolari possibili solo nella prima fase di vita stellare e nell'ultima.

IInnanzitutto, maser si possono trovare anche in natura. Nellonello spazio interstellare, le molecole, come quelle d'[[acqua]], nelle regioni di formazione delle [[stella|stelle]] possono subire una [[inversione di popolazione]] ed emettere radiazioni a 22 GhzGHz, creando la più brillante [[spettro elettromagnetico|linea spettrale]] dell'universo radio. Alcuni maser ad acqua emettono radiazione da un modo vibrazionale a 96 GhzGHz.

Perché questo fenomeno possa verificarsi, la zona planetaria di emissione dev'essere molto grande per garantire l'amplificazione, e quindi di solito si estende per almeno 150 milioni di chilometri.<ref name="Mas"/>

La frequenza di risonanza dell'[[Idrogeno]] è di 1,420&nbsp;405&nbsp;751 GHz

Il maser è utile per rivelare molte informazioni sui venti spaziali e sulla distanza della stella.

La frequenza di risonanza dell'[[Deuterio]] è di 3,273&nbsp;840&nbsp;300 GHz

La [[frequenza di risonanza]] deldi [[Cesioalcuni (elemento)|Cesio]]elementi è di 9,192&nbsp;631&nbsp;770la GHzseguente:

La* frequenzaper di risonanza delll'[[Idrogenoidrogeno]] (simbolo '''H''') è di 1,420&nbsp;405&nbsp;751 GHz;

* per il [[deuterio]] (simbolo '''²H''' o '''D)''' è di 0,327&nbsp;384&nbsp;352 GHz;<ref>{{Cita pubblicazione|autore=D. J. Wineland and N. F. Ramsey|data=29 luglio 1971|titolo=Atomic Deuterium Maser|rivista=PHYSICAL REVIEW|volume=|numero=|lingua=en|abstract=si|url=https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.5.821}}</ref><ref>{{Cita libro|titolo=Advances in Atomic and Molecular Physics|url=https://books.google.it/books?id=sSyxffTzbCkC&pg=PA30&lpg=PA30&dq=deuterium+maser&source=bl&ots=oPTjp-EdVJ&sig=FqPBzbHDDCQAkpwUSwLf3T7s3-s&hl=it&sa=X&ei=WWXAUbTaCrCw4QTlloGwAQ&ved=0CFMQ6AEwBA#v=onepage&q=deuterium%20maser&f=false|lingua=en}}</ref>

* per il [[cesio (elemento chimico)|cesio]] (simbolo '''Cs''') è di 9,192&nbsp;631&nbsp;770 GHz.

== Note ==

{{Fisica}}

<references/>

== Voci correlate ==

[[Categoria:Elettromagnetismo|Maser]]

* [[Laser]]

[[Categoria:Ottica|Maser]]

* [[Orologio atomico]]

[[Categoria:Acronimi|Maser]]

== Altri progetti ==

[[bg:Мазер]]

{{interprogetto}}

[[cs:Maser]]

[[da:Maser]]

== Collegamenti esterni ==

[[de:Maser]]

* {{Collegamenti esterni|First Practical Maser (Microwave Laser) Is Built=https://www.scientificamerican.com/article/first-practical-maser-microwave-laser-is-built/}}

[[en:Maser]]

{{Componenti elettronici}}

[[es:Máser]]

[[fa:میزر]]

{{Controllo di autorità}}

[[fi:Maser]]

{{Portale|fisica|elettromagnetismo|scienza e tecnica}}

[[fr:Maser]]

[[ja:メーザー]]

[[Categoria:Ottica|MaserMicroonde]]

[[nl:Maser (straling)]]

[[pl:Maser]]

[[ru:Мазер]]

[[simple:MASER]]

[[sk:Maser]]

[[sv:Maser]]

[[tr:Maser]]

[[uk:Мазер]]

[[vi:Maser]]

[[zh:激微波]]