Il maser (amplificazione a microonde mediante emissione stimolata di radiazioni), il fratello più vecchio della frequenza a microonde del laser, è stato inventato nel 1954. Tuttavia, a differenza dei laser, che si sono diffusi, i maser sono molto meno diffusi perché per funzionare devono essere raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto (-273°C).

Però, questo nuovo studio dell'Imperial College di Londra e dell'UCL, e pubblicato in Natura , riporta per la prima volta un maser che può agire in continuo a temperatura ambiente.

Il ricercatore capo Dr Jonathan Breeze, dal Dipartimento dei Materiali dell'Imperial, ha dichiarato:"Questa svolta apre la strada all'adozione diffusa dei maser e apre le porte a un'ampia gamma di applicazioni che siamo ansiosi di esplorare. Ci auguriamo che il maser ora goda dello stesso successo del laser".

Nel 2012, gli scienziati hanno dimostrato che un maser potrebbe funzionare a temperatura ambiente utilizzando la molecola organica pentacene. Però, produceva solo brevi lampi di radiazione maser che duravano meno di un millesimo di secondo. In ogni caso, aveva il maser operato continuamente, il cristallo si sarebbe probabilmente sciolto.

Ora, Il dottor Breeze e colleghi hanno utilizzato un diamante sintetico coltivato in un'atmosfera ricca di azoto per creare un nuovo maser che funziona continuamente.

Gli atomi di carbonio sono stati "eliminati" dal diamante usando un fascio di elettroni ad alta energia, creando spazi noti come 'vacancy'. Il diamante è stato poi riscaldato, che ha permesso agli atomi di azoto e alle vacanze di carbonio di accoppiarsi, formando un tipo di difetto noto come centro di difetti di azoto vacante (NV). Il diamante è stato fornito da Element Six.

Quando viene posizionato all'interno di un anello di zaffiro per concentrare l'energia delle microonde, e illuminato da luce laser verde, i ricercatori hanno scoperto che il maser funzionava a temperatura ambiente e, soprattutto, continuamente.

Il co-autore Professor Neil Alford, anche dal Dipartimento dei Materiali dell'Imperial, ha detto:"Questa tecnologia ha una strada da percorrere, ma vedo che viene utilizzato dove il rilevamento sensibile delle radiazioni a microonde è essenziale".

Il team che ha effettuato la scoperta afferma che i maser potrebbero essere utilizzati in una vasta gamma di applicazioni come l'imaging medico e la scansione della sicurezza aeroportuale. Sono stati più tradizionalmente utilizzati nelle comunicazioni nello spazio profondo e nella radioastronomia.

Oltre all'imaging medico e alla scansione di sicurezza aeroportuale, i maser potrebbero svolgere un ruolo fondamentale nel migliorare i sensori per rilevare a distanza le bombe, nuova tecnologia per computer quantistici, e potrebbe persino migliorare i metodi di comunicazione spaziale per trovare potenzialmente la vita su altri pianeti.