मेसर: Difference between revisions
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2012 में, राष्ट्रीय विज्ञान संबंधी प्रयोगशाला और [[ इंपीरियल कॉलेज लंदन ]] की एक शोध समूह ने एक ठोस-अवस्था मेसर विकसित किया। जो परिवर्धक माध्यम के रूप मे वैकल्पिक रूप से उत्तेजित पेंटासीन-डॉप्ड पी-टेरफेनिल का उपयोग करके कमरे के तापमान पर संचालित होता है। .<ref>{{Cite journal | last1 = Brumfiel | first1 = G. | doi = 10.1038/nature.2012.11199 | title = Microwave laser fulfills 60 years of promise | journal = Nature | year = 2012 | s2cid = 124247048 }}</ref><ref>{{cite news|last=Palmer|first=Jason|title='Maser' source of microwave beams comes out of the cold|url=https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-19281566|access-date=23 August 2012|date=16 August 2012|agency=BBC News|archive-url=https://web.archive.org/web/20160729110004/http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-19281566 |archive-date=July 29, 2016}}</ref><ref>[http://www.nature.com/news/microwave-laser-fulfills-60-years-of-promise-1.11199 Microwave Laser Fulfills 60 Years of Promise]</ref> इसने कुछ सौ माइक्रोसेकंड तक चलने वाले मेसर उत्सर्जन के स्पंद का उत्पादन किया। | 2012 में, राष्ट्रीय विज्ञान संबंधी प्रयोगशाला और [[ इंपीरियल कॉलेज लंदन ]] की एक शोध समूह ने एक ठोस-अवस्था मेसर विकसित किया। जो परिवर्धक माध्यम के रूप मे वैकल्पिक रूप से उत्तेजित पेंटासीन-डॉप्ड पी-टेरफेनिल का उपयोग करके कमरे के तापमान पर संचालित होता है। .<ref>{{Cite journal | last1 = Brumfiel | first1 = G. | doi = 10.1038/nature.2012.11199 | title = Microwave laser fulfills 60 years of promise | journal = Nature | year = 2012 | s2cid = 124247048 }}</ref><ref>{{cite news|last=Palmer|first=Jason|title='Maser' source of microwave beams comes out of the cold|url=https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-19281566|access-date=23 August 2012|date=16 August 2012|agency=BBC News|archive-url=https://web.archive.org/web/20160729110004/http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-19281566 |archive-date=July 29, 2016}}</ref><ref>[http://www.nature.com/news/microwave-laser-fulfills-60-years-of-promise-1.11199 Microwave Laser Fulfills 60 Years of Promise]</ref> इसने कुछ सौ माइक्रोसेकंड तक चलने वाले मेसर उत्सर्जन के स्पंद का उत्पादन किया। | ||
2018 में, इंपीरियल कॉलेज लंदन और [[ यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन | विश्वविद्यालय कॉलेज लंदन]] की एक शोध समूह ने [[ नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र | नाइट्रोजन-असारता]] अभाव वाले कृत्रिम हीरे का उपयोग करके | 2018 में, इंपीरियल कॉलेज लंदन और [[ यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन | विश्वविद्यालय कॉलेज लंदन]] की एक शोध समूह ने [[ नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र | नाइट्रोजन-असारता]] अभाव वाले कृत्रिम हीरे का उपयोग करके सतत-तरंग मेसर दोलन का प्रदर्शन किया।<ref>{{Cite journal|last=Liu|first=Ren-Bao|date=March 2018|title=A diamond age of masers|journal=Nature|language=EN|volume=555|issue=7697|pages=447–449|doi=10.1038/d41586-018-03215-3|pmid=29565370|bibcode=2018Natur.555..447L|doi-access=free}}</ref><ref>[https://phys.org/news/2018-03-scientists-diamond-world-room-temperature-solid-state.html Scientists use diamond in world's first continuous room-temperature solid-state maser], phys.org</ref> | ||
== उपयोग == | == उपयोग == | ||
मासर्स उच्च परिशुद्धता [[ आवृत्ति संदर्भ |आवृत्ति संदर्भ]] के रूप में कार्य करते हैं। ये परमाणु आवृत्ति मानक परमाणु घड़ियों के कई रूपों में से एक हैं। रेडियो | मासर्स उच्च परिशुद्धता [[ आवृत्ति संदर्भ |आवृत्ति संदर्भ]] के रूप में कार्य करते हैं। ये परमाणु आवृत्ति मानक परमाणु घड़ियों के कई रूपों में से एक हैं। रेडियो दूरबीन में मासर्स का उपयोग कम शोर वाले सूक्ष्मतरंग परिवर्धक के रूप में भी किया गया था, हालांकि इन्हें बड़े पैमाने पर [[ फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर ]] के आधार पर परिवर्धकों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।<ref>{{cite web |title=Low Noise Amplifiers – Pushing the limits of low noise |url=https://science.nrao.edu/facilities/cdl/low-noise-amplifiers |publisher=National Radio Astronomy Observatory (NRAO)}}</ref> | ||
1960 के दशक की शुरुआत में, [[ जेट प्रणोदन प्रयोगशाला ]] ने | |||
1960 के दशक की शुरुआत में, [[ जेट प्रणोदन प्रयोगशाला |धारा संचालक शक्ति प्रयोगशाला]] ने गहन अंतरिक्ष अन्वेषक से प्राप्त [[ एस बैंड | एस बैंड]] सूक्ष्मतरंग संकेतक के अत्यंत-निम्न-रव परिवर्धन प्रदान करने के लिए एक मेसर विकसित किया।<ref>{{cite web |url=https://descanso.jpl.nasa.gov/monograph/series10/Reid_DESCANSO_sml-110804.pdf |title=Low-Noise Systems in the Deep Space Network |publisher=JPL |editor=Macgregor S. Reid |year=2008}}</ref> इस मेसर ने परिवर्धक को 4 [[ केल्विन | केल्विन]] के तापमान तक ठंडा करने के लिए बेहद प्रशीतित हीलियम का इस्तेमाल किया। 12.0 गीगाहर्ट्ज़ [[ क्लीस्टरोण | केलिस्ट्रान]] के साथ रूबी खोज को उत्तेजक बनाकर प्रवर्धन प्राप्त किया गया था। प्रारंभिक वर्षों में, हाइड्रोजन लाइनों से अशुद्धियों को ठंडा करने और हटाने में कई दिन लगते थे। प्रशीतन जमीन पर एक बड़ी लिंडे इकाई के साथ दो चरणों वाली प्रक्रिया थी, और एंटीना के भीतर एक केंद्रशीर्षक संपीडक था। अंतिम अन्तःक्षेपण {{convert|3000|psi|MPa|order=flip|abbr=on}} पर 150 माइक्रोंन(0.006इंच) माइक्रोमीटर-समायोज्य प्रविष्टि के माध्यम से कक्ष मे था। शीत आकाश को देखते हुए सम्पूर्ण निकाय का [[ शोर तापमान |रव तापमान]] (सूक्ष्मतरंग बैंड में 2.7 केल्विन) 17 केल्विन था; इसने इतना कम शोर वाला आंकड़ा दिया कि [[ मेरिनर IV | मेरिनर IV]] अंतरिक्ष जांच मंगल से वापस पृथ्वी पर तस्वीरें भेज सकती है, यहाँ तक की इसके [[ रेडियो ट्रांसमीटर | रेडियो संचारक]] की निर्गत शक्ति केवल 15 [[ वाट | वाट]] थी, और इसलिए प्राप्त कुल संकेतक शक्ति एक [[ मिलीवाट | मिलीवाट]] (डीबीएम) के संबंध में केवल -169 [[ डेसिबल | डेसिबल]] थी। | |||
=== हाइड्रोजन मेसर === | === हाइड्रोजन मेसर === | ||
{{Main| | {{Main|हाइड्रोजन मेसर }} | ||
[[Image:Hmaser.svg|thumb|right|200px|एक हाइड्रोजन मेसर।]][[ हाइड्रोजन ]] मेसर का उपयोग परमाणु | [[Image:Hmaser.svg|thumb|right|200px|एक हाइड्रोजन मेसर।]][[ हाइड्रोजन ]] मेसर का उपयोग परमाणु आवृत्ति मानक के रूप में किया जाता है। अन्य प्रकार की परमाणु घड़ियों के साथ, ये [[ अंतर्राष्ट्रीय परमाणु समय ]] मानक (फ्रेंच मे <nowiki>''टेम्प्स एटॉमिक इंटरनेशनल या टीएआई''</nowiki>) बनाने में मदद करते हैं। यह अंतर्राष्ट्रीय समय पैमाना है जिसे [[ अंतर्राष्ट्रीय बाट और माप ब्यूरो ]] द्वारा समन्वित किया जाता है। [[ नॉर्मन रैमसे ]] और उनके सहयोगियों ने पहली बार मेसर को एक समय के मानक के रूप में माना था। हाल के मासर्स व्यावहारिक रूप से उनके मूल डिजाइन के समान हैं। मेसर दोलन परमाणु हाइड्रोजन की दो [[ अति सूक्ष्म संरचना | अति सूक्ष्म ऊर्जा]] स्तरों के बीच उत्तेजित उत्सर्जन पर निर्भर करते हैं। | ||
यहां एक संक्षिप्त विवरण दिया गया है कि वे कैसे काम करते हैं: | यहां एक संक्षिप्त विवरण दिया गया है कि वे कैसे काम करते हैं: | ||
*सबसे पहले, परमाणु हाइड्रोजन का एक पुंज उत्पन्न होता है। यह उच्च-आवृत्ति वाले रेडियो तरंग निर्वहन के लिए कम दबाव पर गैस जमा करके किया जाता है (इस पृष्ठ पर चित्र देखें)। | *सबसे पहले, परमाणु हाइड्रोजन का एक पुंज उत्पन्न होता है। यह उच्च-आवृत्ति वाले रेडियो तरंग निर्वहन के लिए कम दबाव पर गैस जमा करके किया जाता है (इस पृष्ठ पर चित्र देखें)। | ||
*अगला चरण | *अगला चरण अवस्था प्रवरण है - कुछ उत्तेजित उत्सर्जन प्राप्त करने के लिए, परमाणुओं का जनसंख्या व्युत्क्रम बनाना आवश्यक है। यह इस तरह से किया जाता है जो दृढ़ -गेरलाच प्रयोग के समान ही है। एक छिद्र और एक चुंबकीय क्षेत्र से गुजरने के बाद, बीम के कई परमाणु लेसिंग संक्रमण के ऊपरी ऊर्जा स्तर में रह जाते हैं। इस अवस्था से, परमाणु निम्न अवस्था में क्षय कर सकते हैं और कुछ सूक्ष्मतरंग विकिरण उत्सर्जित कर सकते हैं। | ||
*एक उच्च [[ क्यू कारक ]] (गुणवत्ता कारक) [[ माइक्रोवेव गुहा ]] | *एक उच्च [[ क्यू कारक ]] (गुणवत्ता कारक) [[ माइक्रोवेव गुहा | सूक्ष्मतरंग गुहा]] सूक्ष्मतरंग को सीमित करता है और उन्हें बार-बार परमाणु बीम में पुन: अंतःक्षेप करता है। उत्तेजित उत्सर्जन बीम के माध्यम से प्रत्येक दशा पर सूक्ष्मतरंग को बढ़ाता है। परिवर्धक और [[ प्रतिक्रिया |प्रतिक्रिया]] का यह संयोजन सभी दोलन को परिभाषित करता है। सूक्ष्मतरंग गुहिका की [[ गुंजयमान आवृत्ति | अनुनाद आवृत्ति]] हाइड्रोजन 1,420,405,752 हर्ट्ज़ के अति सूक्ष्म ऊर्जा संक्रमण की आवृत्ति के अनुरूप होती है।<ref>{{Cite web |url=http://tf.nist.gov/general/enc-h.htm |title=Time and Frequency From A to Z: H |access-date=2012-12-31 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100514130647/http://www.tf.nist.gov/general/enc-h.htm |archive-date=2010-05-14 |url-status=dead }}</ref> | ||
* | * सूक्ष्मतरंग गुहिका में सिग्नलका एक छोटा सा अंश एक समाक्षीय केबल में जोड़ा जाता है और फिर एक सुसंगत [[ रेडियो रिसीवर | रेडियो अभिग्राही]] को भेजा जाता है। | ||
* मेसर से निकलने वाला | * मेसर से निकलने वाला सूक्ष्मतरंग सिग्नल कुछ [[ पिकोवाट | पिकोवाट]] से बहुत कमजोर होता है, संकेत की आवृत्ति निश्चित और अत्यंत स्थिर होती है। सुसंगत अभिग्राही का उपयोग सिग्नल को बढ़ाने और आवृत्ति को बदलने के लिए किया जाता है। यह चरण-बंद लूपों की एक श्रृंखला और एक उच्च प्रदर्शन [[ क्वार्ट्ज थरथरानवाला | क्वार्ट्ज दोलन]] का उपयोग करके किया जाता है। | ||
==खगोल भौतिक | ==खगोल भौतिक मेसर == | ||
{{Main| | {{Main|खगोलभौतिक मेसर }} | ||
[[ तारे के बीच का स्थान ]] से प्रकृति में मेसर जैसा उत्तेजित उत्सर्जन भी देखा गया है, और इसे प्रयोगशाला मेसर्स से अलग करने के लिए इसे | [[ तारे के बीच का स्थान | अंतरातारकीय अंतरिक्ष]] से प्रकृति में मेसर जैसा उत्तेजित उत्सर्जन भी देखा गया है, और इसे प्रयोगशाला मेसर्स से अलग करने के लिए प्रायः इसे उत्तमदीप्तिमान उत्सर्जन कहा जाता है। ऐसा उत्सर्जन जैसे -पानी (H<sub>2</sub>O.),[[ हाइड्रॉकसिल ]] रेडिकल (OH), [[ मेथनॉल ]] (CH<sub>3</sub>OH), [[ formaldehyde | फॉर्मलाडेहाइड]] (HCHO), और [[ सिलिकॉन मोनोऑक्साइड ]] (SiO2), और कार्बोडायनामाइड(HNCNH) अणुओ से देखा जाता है। तारकीय निर्माण वाले क्षेत्रों में पानी के अणु जनसंख्या के उलट हो सकते हैं और लगभग 22.0 [[ गीगा ]]हर्ट्ज़ पर विकिरण उत्सर्जित कर सकते हैं, जिससे रेडियो ब्रह्मांड में सबसे चमकीला विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम बन सकता है। कुछ पानी मासर्स 96 गीगाहर्ट्ज़ की [[ आवृत्ति |आवृत्ति]] पर [[ क्वांटम रोटर मॉडल |क्वांटम घूर्णक मॉडल]] से विकिरण भी उत्सर्जित करते हैं।<ref>{{cite journal|last1=Neufeld|first1=David A.|last2=Melnick|first2=Gary J.|title=Excitation of Millimeter and Submillimeter Water Masers in Warm Astrophysical Gas|journal=Atoms, Ions and Molecules: New Results in Spectral Line Astrophysics, ASP Conference Series (ASP: San Francisco)|date=1991|volume=16|page=163|bibcode=1991ASPC...16..163N}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Tennyson|first1=Jonathan|display-authors=etal|title=IUPAC critical evaluation of the rotational–vibrational spectra of water vapor, Part III: Energy levels and transition wavenumbers for H<sub>2</sub><sup>16</sup>O|journal=Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer|date=March 2013|volume=117|pages=29–58|doi=10.1016/j.jqsrt.2012.10.002|bibcode=2013JQSRT.117...29T|doi-access=free}}</ref> | ||
सक्रिय | |||
सक्रिय आकाशगंगा-विषयक नाभिक से जुड़े अत्यधिक शक्तिशाली मेसर, [[ मेगामासेर | मेगामेसर]] के रूप में जाने जाते हैं और तारकीय मेसरों की तुलना में दस लाख गुना अधिक शक्तिशाली होते हैं। | |||
== शब्दावली == | == शब्दावली == | ||
मेसर शब्द का अर्थ इसके परिचय के बाद से थोड़ा बदल गया है। प्रारंभ में परिवर्णी शब्द को विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा | ''मेसर'' शब्द का अर्थ इसके परिचय के बाद से थोड़ा बदल गया है। प्रारंभ में परिवर्णी शब्द को <nowiki>''विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा सूक्ष्मतरंग प्रवर्धन''</nowiki> के रूप में सार्वभौमिक रूप से दिया गया था, जो विद्युत चुम्बकीय तरंग के सूक्ष्मतरंगीय क्षेत्र में उत्सर्जित उपकरणों का वर्णन करता है। | ||
प्रेरित उत्सर्जन के सिद्धांत और अवधारणा को तब से अधिक उपकरणों और आवृत्तियों तक बढ़ा दिया गया है। इस प्रकार, मूल परिवर्णी शब्द को कभी-कभी संशोधित किया जाता है, जैसा कि चार्ल्स एच. टाउन्स द्वारा सुझाया गया है,<ref name="nobel_lecture" />विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा आणविक प्रवर्धन के लिए कुछ लोगों ने दावा किया है कि इस तरह से संक्षिप्त नाम का विस्तार करने के टाउन्स के प्रयास मुख्य रूप से उनके आविष्कार के महत्व को बढ़ाने की इच्छा और वैज्ञानिक समुदाय में उनकी प्रतिष्ठा से प्रेरित थे।<ref>{{cite book |last=Taylor |first=Nick |title=LASER: The inventor, the Nobel laureate, and the thirty-year patent war |year=2000 |publisher=Simon & Schuster |location=New York |isbn=978-0-684-83515-0 }}</ref> <!--''Molecular'' is used here in the sense of [[kinetic theory]], where the base element of a kinetic system is a [[molecule]], even if it happens to be [[monatomic]]. This should not be confused with the usage of the term in the molecular sciences, where it refers to a [[bound state]] comprising two or more atoms.--> | |||
जब लेजर विकसित किया गया था, तो बेल लैब्स में टाउन्स और [[ आर्थर शॉलो |आर्थर शॉलो]] और उनके सहयोगियों ने प्रकाशीय मेसर शब्द के उपयोग को आगे बढ़ाया, लेकिन यह बड़े पैमाने पर लेजर के पक्ष में छोड़ दिया गया था, जिसे उनके प्रतिद्वंद्वी गॉर्डन गोल्ड द्वारा अंकित किया गया था।<ref>{{cite book |last=Taylor |first=Nick |title=LASER: The inventor, the Nobel laureate, and the thirty-year patent war |year=2000 |publisher=Simon & Schuster |location=New York |isbn=978-0-684-83515-0|pages=66–70}}</ref> आधुनिक उपयोग में, तरंग के अवरक्त भागों के माध्यम से [[ एक्स-रे | एक्स-रे]] में उत्सर्जित होने वाले उपकरणों को आमतौर पर लेज़र कहा जाता है, और सूक्ष्मतरंग क्षेत्र और विकिरण में उत्सर्जित होने वाले उपकरणों को आमतौर पर मेसर कहा जाता है, हालांकि वे सूक्ष्मतरंग या अन्य आवृत्तियों का उत्सर्जन करते हों। | |||
जब लेजर विकसित किया गया था, तो बेल लैब्स में टाउन्स और [[ आर्थर शॉलो ]] और उनके सहयोगियों ने | |||
गोल्ड ने मूल रूप से उन उपकरणों के लिए अलग-अलग नाम प्रस्तावित किए जो स्पेक्ट्रम के प्रत्येक भाग में उत्सर्जित | गोल्ड ने मूल रूप से उन उपकरणों के लिए अलग-अलग नाम प्रस्तावित किए जो स्पेक्ट्रम के प्रत्येक भाग में उत्सर्जित होने वाले उपकरणों के लिए अलग अलग नामों का प्रस्ताव रखा था, जिनमें ग्रासर ([[ गामा किरण | गामा किरण]] लेजर), एक्स-रे लेजर), यूवासर्स ([[ पराबैंगनी | पराबैंगनी]] लेजर), लेजर (दृश्यमान प्रकाश लेजर), इरेज़र (इन्फ्रारेड लेजर),मेसर्स (सूक्ष्मतरंग मेसर), और रेसर्स ([[ आकाशवाणी आवृति | आकाशवाणी आवृति]] मेसर्स ) सम्मिलित है। हालाँकि, इनमें से अधिकांश शब्द कभी नहीं लिए गए, और सिवाय मेसर और लेजर को छोड़कर सभी अब (विज्ञान इतिवृत के अलावा) अप्रचलित हो गए हैं। {{cn|date=April 2022}}. | ||
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Latest revision as of 09:21, 11 November 2022
पहला प्रतिमान अमोनिया मेसर और आविष्कारक चार्ल्स एच. टाउन्स। बॉक्स में बाईं ओर अमोनिया नोजल है, केंद्र में चार पीतल की छड़ें चतुर्भुज आयन ट्रैप स्थिति चयनकर्ता हैं, और अनुनादी गुहा दाईं ओर है। लंबवत वेवगाइड टाउन्स के माध्यम से बाहर निकलने वाले 24 गीगाहर्ट्ज़ सूक्ष्मतरंग समायोजित कर रहे हैं। सबसे नीचे वैक्यूम पंप हैं।
Template:अन्य उपयोगों के लिए, मेसर (बहुविकल्पी) देखें ।
एक मेसर (/ˈmeɪzər/, विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा माइक्रोवेव प्रवर्धन के लिए एक संक्षिप्त नाम) एक उपकरण है जो उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रवर्धन के माध्यम से सुसंगत विद्युत चुम्बकीय तरंगो का उत्पादन करता है। पहला मेज़र 1953 में कोलंबिया विश्वविद्यालय में चार्ल्स एच. टाउन्स, जेम्स पी. गॉर्डन, और हर्बर्ट जे. ज़ीगर द्वारा बनाया गया था। टाउन्स, निकोलाई बसोव और अलेक्जेंडर प्रोखोरोव को मेसर की ओर ले जाने वाले सैद्धांतिक काम के लिए भौतिकी में 1964 नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। मेसर्स का उपयोग परमाणु घड़ियों में समयनिर्धारक यंत्र के रूप में भी किया जाता है, और रेडियो दूरबीन और गहन अंतरिक्ष, अंतरिक्ष यान संचार भू केंद्र में बेहद कम शोर वाले सूक्ष्मतरंग परिवर्धक के रूप में भी किया जाता है।
आधुनिक मेसरो को न केवल सूक्ष्मतरंग आवृत्तियों पर बल्कि रेडियो तरंग और अवरक्त आवृत्तियों पर विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। इस कारण से, टाउन्स ने "सूक्ष्मतरंग" को "आणविक" शब्द के साथ "मेसर" शब्द के पहले शब्द के रूप में बदलने का सुझाव दिया।[1]
लेज़र मेसर के समान सिद्धांत पर काम करता है लेकिन दृश्यमान तरंग दैर्ध्य पर उच्च आवृत्ति सुसंगतत विकिरण उत्पन्न करता है। मेज़र लेज़र का पूर्वगामी था, टाउन्स और आर्थर लियोनार्ड शॉलो द्वारा प्रेरक सैद्धांतिक कार्य जिसके कारण 1960 में थिओडोर मैमान द्वारा लेज़र का आविष्कार किया गया था। जब सुसंगत प्रकाशीय दोलन पहली बार 1957 में कल्पना की गई थी, इसे मूल रूप से ''प्रकाशीय मेसर'' कहा जाता था। इसे अंततः ''विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन'' के लिए लेजर मे बदल दिया गया था। 1957 में इस संक्षिप्त नाम के निर्माण का श्रेय गॉर्डन गोल्ड को दिया गया है।
इतिहास
मेसर के संचालन को नियंत्