Masers en moleculen

Een maser is een apparaat of proces dat energie omzet in microgolfstraling van één golflengte. Maserwerking kan plaatsvinden in een gas dat niet in thermisch evenwicht verkeert, bijvoorbeeld in een koel gas dat wordt blootgesteld aan de straling of geladen deeltjes van een hetere bron in de buurt. Onder bepaalde omstandigheden kan het dan voorkomen dat het aantal gasmoleculen dat zich in een hogere energietoestand bevindt constant groter is dan het aantal dat zich in de grondtoestand bevindt.

Zo'n bezettings-inversie is precies het omgekeerde van de natuurlijke situatie. Als nu fotonen het gas binnendringen, is het aantal moleculen (in de hogere energietoestand) dat wordt gestimuleerd tot het uitzenden van een foton groter dan het aantal moleculen (in de grondtoestand) dat een foton absorbeert. Ieder binnenkomend foton veroorzaakt dan vele andere fotonen, waardoor de intensiteit toeneemt tot het punt waar een evenwicht wordt bereikt. De intensiteit van de straling - op één of enkele golflengten - van zo'n 'verzadigde' maser is dan vele malen hoger dan die van hetzelfde gas in thermisch evenwicht. De details van het proces hangen af van de eigenschappen van de betreffende moleculen.

    • George Beekman