O maser (amplificação de microondas por emissão estimulada de radiação), o irmão mais velho da frequência de microondas do laser, foi inventado em 1954. No entanto, ao contrário dos lasers, que se tornaram generalizados, masers são muito menos usados ​​porque para funcionar eles devem ser resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto (-273 ° C).

Contudo, este novo estudo do Imperial College London e UCL, e publicado em Natureza , relata pela primeira vez um maser que pode atuar continuamente em temperatura ambiente.

Pesquisador principal, Dr. Jonathan Breeze, do Departamento de Materiais da Imperial, disse:"Este avanço abre o caminho para a adoção generalizada de masers e abre a porta para uma ampla gama de aplicações que estamos ansiosos para explorar. Esperamos que o maser agora tenha tanto sucesso quanto o laser."

Em 2012, os cientistas demonstraram que um maser pode operar em temperatura ambiente usando a molécula orgânica pentaceno. Contudo, ele apenas produziu rajadas curtas de radiação maser que duraram menos de um milésimo de segundo. Em todo o caso, tinha o maser operado continuamente, o cristal provavelmente teria derretido.

Agora, O Dr. Breeze e seus colegas usaram um diamante sintético cultivado em uma atmosfera rica em nitrogênio para criar um novo maser que opera continuamente.

Os átomos de carbono foram 'eliminados' do diamante usando um feixe de elétrons de alta energia, criando espaços conhecidos como 'vagas'. O diamante foi então aquecido, que permitiu que os átomos de nitrogênio e as vacâncias de carbono se unissem, formando um tipo de defeito conhecido como centro de defeito com vacância de nitrogênio (NV). O diamante foi fornecido pela Element Six.

Quando colocado dentro de um anel de safira para concentrar a energia de microondas, e iluminada por luz laser verde, os pesquisadores descobriram que o maser funcionava em temperatura ambiente e, o mais importante, continuamente.

Professor co-autor Neil Alford, também do Departamento de Materiais do Imperial, disse:"Esta tecnologia tem um longo caminho a percorrer, mas posso ver que está sendo usado onde a detecção sensível de radiação de microondas é essencial ".

A equipe que fez a descoberta afirma que os masers podem ser usados ​​em uma variedade de aplicações, como imagens médicas e varredura de segurança em aeroportos. Eles têm sido mais tradicionalmente usados ​​na comunicação do espaço profundo e na radioastronomia.

Bem como imagens médicas e digitalização de segurança de aeroportos, masers podem desempenhar um papel fundamental na melhoria dos sensores para detectar bombas remotamente, nova tecnologia para computadores quânticos, e pode até melhorar os métodos de comunicação espacial para potencialmente encontrar vida em outros planetas.