MASER چیست؟

نوشته : محسن كار خيران

عضو انجمن نجوم آماتوري ايران

Maser مخفف Micro wave Amplified Stimulated Emission of Radiation است.

اين پديده يكي از چشمه هاي نوري است كه توليد آن به دماي جسم بستگي ندارد(Non Thermal radiation)سيستم ماسرها به مانند ليزر است. ماسرها در ناحيه بسيار فشرده در ميان سحابيها (كه معمولاً از ملكولهاي تشكيل شده اند) رخ مي دهد. فضاي ميان ستاره اي شامل گونه هاي كمي از ملكولها مانند: H2,OH,H2o,CH3,OH,Sio مي شود.

بخاطر پراكندگي اين ملكولها، خطوط طيف نشري آنها بسيار ضعيف و شناسايي آنها بسيار سخت است اما با استفاده از پديده ماسر مي توان حتي در كهكشانهاي ديگر هم آنها را شناسايي كرد.

در حالت عادي ماسرها درحالت هاي زير اتفاق مي افتد:

1- وقتي ابر ملكولي درمقابل يك چشمه موج الكترومغناطيسي قرار گيرد. ( مانند زماني كه يك ستاره جوان پر نور در پشت آن قرار گيرد.)

2- وقتي ابرهاي بزرگ H2(GMC)با آنها برخورد كند.

ماسر زماني رخ مي دهد كه ملكولهاي يك ابر ملكولي درحالت برانگيخته باشند( تفاوت ليزر وماسر درهمين جا است چون در ليزرها اتم گازي در حالت برانگيخته شده است)

ملكول برانگيخته مي شود و مي خواهد به حالت پايه برگردد به همين منظور همان مقدار انرژِي را كه گرفته بصورت نورپس ميدهد.اين موج الكترومغناطيس كه ازبين ملكولهاي برانگيخته ديگرعبورمي كند ، اولاً سرعت برگشتن به حالت پايه ملكولهاي ديگر را افزايش مي دهد، دوماً با موج الكترومغناطيس ديگر ملكولها هم فاز بوده بنابراين تداخل سازنده خواهند داشت ودامنه موجي كه ازسحابي بيرون بيايد چند برابر مي شود. به همين ترتيب شدت تابش موج الكترومغناطيس افزايش مي يابد.

ازاين سيستم در آنتن هاي راديويي براي تقويت امواج دريافت شده استفاده مي شود.

براي درك بيشتر موضوع به تصوير روبرو كه مربوط به ليزر است توجه كنيد.

در اينجا پرتويي با (E=hf) انرژي هم اندازه با انرژي بين دو تراز با اتم برخورد مي كند ( اختلاف انرژي = (-ER/n2 ^2)-(-ER/n2 ^2)) اين انرژي با انرژي موج به فركانس f برابر است موج القايي با موج حاصل از اتم هم انرژي هم بسامد وهم فاز است بنابراين با هم تداخل سازنده خواهند داشت. ( در ماسرها هم همينطور است) .

توضيح فرمول ها



ثابت پلانگ الكترون ولت ER=13.6 ثابت ريد برگ