저렴한 MASER 의 가능성 ?


 영 국의 국립 물리학 연구소 (National Physical Laboratory  NPL) 과 임페리얼 칼리지 런던 (Imperial College London) 의 과학자들은 최초로 상온에서 작동이 가능한 solid state Maser 를 개발하는 데 성공했습니다.


 레 이저가 개발되던 당시인 50 여년전 레이저 보다 먼저 개발된 메이저는 레이저와 같은 개념이지만 (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation 의 약자가 Maser 이고 light amplification by stimulated emission of radiation 의 약자가 Laser) 마이크로웨이브 (Microwave : 극 초단파 1 mm - 1 m 파장, 300MHz -  300 GHz 영역) 를 증폭한다는 점이 다릅니다. (일반적인 레이저는 이보다 더 짧은 적외선, 가시광, 자외선, X ray 영역 파장대를 증폭함)

(참고 : 레이저 vs 메이저 관해 읽을 만한 네이버 캐스트  http://navercast.naver.com/contents.nhn?contents_id=5282  )  


 메이저는 루비 같은 크리스탈을 이용해 마이크로웨이브를 증폭하는 기기이지만 더 짧은 파장대를 사용하는 레이저와는 달리 널리 사용되지 못하고 일부 특수 영역 (예를 들어 원자 시계나 천문학 영역) 에서만 사용되고 있습니다. 그 가장 중요한 이유는 레이저와는 달리 메이저는 거의 절대 영도에 근접하는 아주 낮은 온도에서만 작동이 가능했기 때문입니다.


 이번에 영국 국립 물리학 연구소와 임페리얼 칼리지 런던의 과학자들이 개발한 것은 마치 루비같은 pentacene-doped p-terphenyl 크 리스탈로 이를 이용해서 상온에서도 메이저를 발사할 수 있게 만들었다는 데 큰 의의가 있습니다. 즉 메이저를 사용하기 위해 극저온으로 냉각할 필요가 없다는 것이죠. 따라서 이제 메이저의 가격이 내려감은 물론 부피도 크게 줄일 수 있습니다. 

( The MASER core -- a sapphire ring containing a reddish pink crystal that amplifies microwaves to create a concentrated beam. (Credit: Image courtesy of National Physical Laboratory) ) 



  오늘날 레이저는 우리의 생활 구석구석에 영향을 미치고 있습니다. 이제 과학자와 엔지니어들은 더 긴 파장대의 메이저를 사용할 수 있게 되므로써 더 다양한 분야에 응용이 가능할 것으로 기대하고 있습니다. 예를 들어 센서류나 전파 천문학등에 응용이 가능할 것으로 보이며 현재의 레이저의 다양한 쓰임새를 생각해 보면 지금은 알 수 없는 아주 다양한 분야에 응용될 가능성도 있습니다. 현재 연구자들은 더 작고 저렴한 메이저 기술 개발을 위해 노력하고 있습니다.  이 연구 결과는 네이처에 기재되었습니다.




(참고 영상)

Journal Reference:

Mark Oxborrow, Jonathan D. Breeze, Neil M. Alford. Room-temperature solid-state maser. Nature, 2012; 488 (7411): 353 DOI: 10.1038/nature11339



 참고



http://www.sciencedaily.com/releases/2012/08/120815131707.htm

http://www.npl.co.uk/news/maser-power-comes-out-of-the-cold