Næsten 60 år efter den første mikrobølgelaser - kaldet en maser - så dagens lys, er det nu lykkedes forskere at lave den første af slagsen, der kan operere ved stuetemperatur, hvilket kan åbne nye muligheder inden for eksempelvis langdistance kommunikation i rummet.

Det er sket med en gammel hospitalslaser bestilt via eBay og genopdaget japansk forskning med ti år på bagen. Det fortæller det naturvidenskabelige tidsskrift Nature, hvor forskningsresultaterne er offentliggjort.

Maseren opstod i 1950'erne, hvor sådan en enhed var på størrelse med kommode, og den kunne kun levere få nanowatt energi. Maseren nåede derfor aldrig rigtig at vinde frem, men blev overhalet af laseren - der jo som bekendt fungerer i lysspektrummet i stedet for mikrobølgespektrummet.

Siden hen er lasere blevet anvendt til alt fra læsning af cd-skiver til øjenkirurgi.

Som Nature skriver, så har den stakkels maser levet et mere obskurt liv med få nicheanvendelser inden for blandt andet rumkommunikation. Og den form for masere fungerer i øvrigt kun ved meget kolde temperaturer, hvilket vil sige ved få grader over det absolutte nulpunkt.

Men sådan er det ikke med den nyopdagede maser-teknologi, som Mark Oxborrow - forsker ved UK National Physical Laboratory i Teddington ved London, England - står bag, da den jo fungerer ved stuetemperatur.

Forskerne kom på maseren, da de stødte på ca. ti år gammel japansk teoretisk forskning. Den japanske forskning antydede, at når elektronerne i stoffet pentacen bliver exciteret af en laser, så konfigurerer det sig således, at molekylet kan fungere som en maser, muligvis ved stuetemperatur.

Oxborrow lånte noget overskydende pentacen fra et andet laboratorium, som han blandede med et andet organisk molekyle kaldet p-terphenyl. Det kom der en lyserød krystal ud af med en længde på få centimeter.

For at teste stoffets egenskaber skulle forskerholdet nu bruge en kraftfuld laser. Sådan en fandt de på nettet, hvor en gammel medicinsk laser var til salg på auktionstjenesten eBay. Nu skulle man tro, det bare ville være at sætte strøm til det hele og se, om den japanske forskning holdt stik. Men Oxborrow syntes, det hele virkede for let, og han kunne i første omgang ikke finde modet til at teste den releativt simple opstilling.

Først efter skærmydsler med konen fik han taget sig sammen.

»Jeg tog hen til laboratoriet som en slags terapi. Jeg tænke: 'Nå, hvad fanden, lad os nu bare prøve det',« siger han til Nature.

Laserlyset exciterede pentacen-molekylerne til et energiniveau kaldet metastabil tilstand. Så fik en mikrobølge, der blev sendt gennem krystallen, molekylerne til at falde ned, hvilket resulterede i en kaskade af mikrobølger ved samme bølgelængde.

»Signalet, der kom ud, var kæmpestort,« siger Oxborrrow og tilføjer, at det var omkring 100 millioner gange så kraftfuldt som eksisterende masere.

Da han stod alene i laboratoriet:

»Jeg bandede en del, mens jeg gik rundt ude på gangen ca. fem gange frem og tilbage, mens jeg talte med mig selv,« siger Oxborrow.

Oxborrow fortæller, at der stadig er plads til forbedring af maserens effektivitet, som han mener vil kunne øges med en faktor tre med finere fremstillet krystal.

Dokumentation

Nature: Microwave laser fulfills 60 years of promise
Wikepedia: Maser