Sobota 15. srpna 2020, svátek má Hana
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Sobota 15. srpna 2020 Hana

Brit vytvořil rekordní mikrovlnný laser díky Japoncům a hádce se ženou

aktualizováno 
Britští vědci sestavili nečekaně účinné zařízení na výrobu mikrovln. Pomohla jim přehlédnutá vědecká práce z Japonska, součástky z eBay a trochu také adrenalin z jedné partnerské neshody.

V běžném světle růžový krystal (uprostřed bloku) maseru | foto: NPL

Víte, co bylo před laserem? Maser. Zařízení, které místo světla vysílá mikrovlnné vlny. Vzniklo necelých deset let před laserem a pracuje na stejném principu. Ovšem vysílá na jiných vlnových délkách. Písmeno M na začátku slova znamená, že masery jsou "mikrovlnné" (na rozdíl od L jako "light", tedy světlo, u laseru).

Technologie byla důležitá pro rozvoj laseru, ale potomek svého předka rychle předběhl. Za prvé proto, že pro mikrovlny se nenašlo tak široké využití. Používají se například při měření přesného času nebo k zesilování signálu z kosmických sond, včetně vozítka Curiosity. Masery jsou ale také v porovnání s dnešními lasery méně výkonné a náročnější na provozní podmínky. Vyžadují chlazení na teplotu blízké absolutní nule. 

Mark Oxborrow s růžovým krystalem, který tvoří srdce jeho maseru

Mark Oxborrow ukazuje růžový krystal, který tvoří srdce jeho maseru.

Britský fyzik Mark Oxborrow ovšem tento trend mohl změnit svou novou prací v časopise Nature (přístup je placený). Oxborrow narazil před časem na práci japonských fyziků. Ti bez většího zájmu publikovali zjištění o ozařování jisté organické sloučeniny laserem (kombinace p-terfenylu a pentacenu).

Japonští vědci se o ni zajímali kvůli možnému použití při rozptylu neutronů, což je základ používaných postupů pro zkoumání materiálů a jejich vlastností. Oxborrow si ovšem uvědomil, že látka by mohla sloužit jako základ maseru pro vyšší teploty. V některých, pro chod maseru důležitých ohledech, se chová, jako kdyby se nacházela v teplotách blízkých absolutní nule. Čímž se obchází nutnost chlazení, které je jinak jediný fyzikální způsob, jak potlačit v maseru šum a dostat z něj čistý "signál".

Oxborrow se rozhodl pro praktický pokus. Přesvědčil dva kolegy, aby mu pomohli, půjčil si nutné chemikálie a vytvořil z nich krystal, který měl představovat srdce maseru. Krystal maseru (stejně jako laseru) bylo ale zapotřebí něčím "nabudit". Jako zdroj záření posloužil vyřazený medicínský laser, který našel na serveru eBay.

Záznam vůbec prvního pulzu z nového maseru. Svislá osa vyznačuje sílu signálu.

Záznam vůbec prvního pulzu z nového maseru. Svislá osa vyznačuje sílu signálu. Pozor, není lineární, ale logaritmická. Na vrcholu obrazovky je 20 dBm (tj. 0,1 wattu), na spodním okraji -60 dBm (tj. 1 nanowatt). Na vodorovné ose je čas, celá dálky obrazovky odpovídá 1 milisekundě.

Zařízení pracuje tak, že laser ozáří krystal a nabudí elektrony v jeho atomech. Když pak na něj zazáří mikrovlny, vyvolají lavinu mezi "nabuzenými" elektrony a vznikne silnější signál na stejné vlnové délce. Důležité je, aby se to dělo účinně.

Sestava už byla několik dní připravená, ale Oxborrow prý neměl odvahu stisknout vypínač. Časopisu Nature řekl, že týmu se to celé zdálo až příliš jednoduché. Situaci změnila menší domácí rozmíška. Aby se uklidnil, vyrazil Oxborrow do laboratoře a v tomto rozpoložení se rozhodl riskovat a zařízení zapnul.

Pracovalo hned napoprvé a signál z něj byl navíc nečekaně silný, údajně sto milionkrát silnější než u existujících maserů, tvrdí britský fyzik. Navíc se to povedlo bez kryogenního chlazení, při běžné pokojové teplotě. A navzdory tomu, že Oxborrow (jak sám řekl) je špatný chemik, a krystal použitý v prvním zařízení byl hodně nepovedený. Lepší by mohl zvýšit výkon zařízení nejméně trojnásobně, myslí si Brit. A je velmi pravděpodobné, že u nového zařízení se podaří najít i další triky na zvýšení účinnosti.

Veliká potíž zatím je, že maser zatím vysílá v krátkých pulzech. Ale většina praktických použití vyžaduje zařízení schopné vysílat signál po delší dobu. Oxborrow se ale domnívá, že další prototyp jeho maseru podle japonského návodu, nazvaný pracovně Mach 2, už si povede i v tomto ohledu lépe.  

Pokud tomu tak bude, vylepšené masery by mohly najít svoje uplatnění například v komunikaci na dlouhé vzdálenosti. Naše domluva s příští generací marsovských nebo meziplanetárních sond by tak mohla být o něco jednodušší.

Přechod na DVB-T2

Od 27. 11. probíhá postupný přechod na vysílací standard DVB-T2. Kvůli koronavirové pandemii vláda rozhodla o odložení zbývajících přechodů na vysílání DVB-T2. Diváci si tak musí pořídit televizi s podporou kódování H.265 (HEVC) nebo starší televizi doplnit vhodným set-top boxem.

Témata: Japonsko, Curiosity, eBay
  • Nejčtenější

V noci na čtvrtek bude na maximu nejpopulárnější nebeské představení

Každý rok můžeme na obloze kolem 12. srpna vidět největší množství prachových částeček z meteorického roje Perseid,...

Bioarcheolog: Náš genom je z třetiny lovců mamutů, Češi přišli z Polska

Jsou Češi spíše Slované, Germáni, Keltové nebo potomci původních obyvatel na našem území? Podle bioarcheologa Jaromíra...

Dusičnan amonný zabíjel mnohokrát. Ovšem mnohem více životů zachránil

Výbuch v Bejrútu nebyl ani zdaleka jediným případem, kdy dusičnan amonný způsobil katastrofu. Některé z nich byly...

Jak „Drak“ málem nedoletěl. Přístup SpaceX k softwaru NASA překvapil

Společnost SpaceX má z pohledu NASA poněkud neortodoxní pohled na vývoj softwaru. Jak ukázalo několik letů v posledních...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Spojené státy vyzkoušely nový nadzvukový kluzák

Odborníci americké armády a námořnictva v březnu otestovali hypersonický kluzák, který by měl být schopen překonat i ty...

Pastrňák i Kvitová. Sportovní hvězdy skupují v Praze luxusní nemovitosti

Premium Rezidence na Smíchově, byty v Karlíně nebo na Vinohradech. To je jen malý výčet nemovitostí, které vlastní české...

Doba prsatá. Odhalená ňadra jako důkaz měnícího se světa kolem nás

Premium Až se teď v létě vydáte k vodě, rozhlédněte se kolem sebe. Jedním z dokladů změn světa kolem nás jsou proměny vzhledu...

Android Auto a CarPlay v každém autě. Poradíme vám, jak na to

Premium Chcete používat oblíbenou navigační aplikaci na displeji v autě místo telefonu? Přečtěte si, jak to udělat a neutratit...

  • Další z rubriky

Který dinosaurus byl první? Na stopu přivedl vědce slezský ještěr

Kterým druhem a kdy začala dlouhá vláda dinosaurů? Důležité informace o prvních dinosaurech přinesl nález uskutečněný...

Při kopání do kamínků na pláži byl objeven dosud neznámý druh dinosaura

Nestává se často, že by se našel zcela nový druh dinosaura. Podle všeho se to ale nyní podařilo tak trochu náhodou....

Bioarcheolog: Náš genom je z třetiny lovců mamutů, Češi přišli z Polska

Jsou Češi spíše Slované, Germáni, Keltové nebo potomci původních obyvatel na našem území? Podle bioarcheologa Jaromíra...

STO OBJEVŮ: Klimatizaci vynalezli, aby zachránili papír v tiskárně

Seriál Za vynález klimatizace vděčíme Willisu Carrierovi. Moderní chladicí zařízení představil v roce 1902, avšak měl dlouhou...

Dětská psycholožka: Sociální sítě mají na psychiku teenagerů negativní i pozitivní dopad
Dětská psycholožka: Sociální sítě mají na psychiku teenagerů negativní i pozitivní dopad

Stále více dětí trpí psychickými poruchami. Nevyhýbají se jim ani úzkosti a deprese. Ty se často objeví v období dospívání, kdy děti žijí více ve...

WhatsApp se brzy zbaví toho, co nás na něm nejvíc štve

Populární chatovací aplikace WhatsApp chystá změnu, která leckoho potěší. Brzy bude mít podporu více aktivních zařízení...

Češi bydlí na Papui již tři roky. Byl to ze začátku šok, ale nelitují

Manželé se rozhodli vydat za prací do zahraničí. Zlákala je Papua Nová Guinea, kde žijí od roku 2017. Nejdříve v městě...

Modelka po plastice nedodržela sexuální abstinenci, praskl jí zadek

Šestadvacetiletá Amanda Nicole z Los Angeles se živí jako modelka a je samozvanou dvojnicí herečky Scarlett...

Herečka Prachařová bydlí na Letné. Nezvaní návštěvníci jsou už pryč

Při pohledu na starý činžák by jen málokoho napadlo, v jak krásném bytě dcera herců Dany Batulkové a Davida Prachaře...

Doba prsatá. Odhalená ňadra jako důkaz měnícího se světa kolem nás

Premium Až se teď v létě vydáte k vodě, rozhlédněte se kolem sebe. Jedním z dokladů změn světa kolem nás jsou proměny vzhledu...