Jeden ze zájmů radioastronomie je i zachytit vysílání jiných inteligentních bytostí ve vesmíru.

Obsah

Maser
Historický vývoj radiospektroskopie vedl od nepatrných vlnových délek směrem k mikrovlnám. Radiotechnika naopak postupovala od vln dlouhých a středních k vlnám kratším. Ve čtyřicátých letech našeho století se oba tyto obory sešly v oblasti mikrovln.Oba obory si navzájem vyměnily poznatky a odborníci si byli nuceni osvojit myšlenky a přístroje z toho druhého odvětví. A zde, na rozhraní mezi dvěma vědními obory se zrodila nová myšlenka - kvantový generátor mikrovln, maser [mejzr].

Ke konstrukci kvantového generátoru, jak jsem se zmínil výše, bylo třeba vyřešit dva ryze technické problémy: rezonační obvod a aktivní prostředí. Pro mikrovlny slouží jako rezonanční obvod dutinový rezonátor. Bylo teda jen třeba vytvořit vhodné aktivní prostředí. Teoreticky se o různých metodách vytvoření aktivního prostředí diskutovalo již několik let. Zbývalo tedy, aby někdo tyto teorie převedl do praxe. Chyběla tu ale potřeba kvantového generátoru mikrovln, protože by byl výkon takového generátoru podstatně menší než výkon magnetronu.

Látkou, která posloužila jako aktivní prostředí prvnímu kvantovému generátoru se stal čpavek. Molekula čpavku má tvar čtyřstěnu, kde podstava je tvořena třemi molekulami vodíku a vrchol molekulou dusíku. Molekula vykonává různé rotační a kmitavé pohyby. Nejzajímavější je takzvaný pohyb inverzní, kdy se atom dusíku střídavě přibližuje a oddaluje od základny, kde na něj působí odpudivé síly vodíkových atomů. Po mnoha marných pokusech se mu podaří dostat skrz a vytvoří se molekula zrcadlově shodná. Průchod molekule dusíku umožňuje takzvaný tunelový jev. Ve světě atomů platí, že když nemá částice dostatek energie aby se dostala přes bariéru, stejně se přes ní dostane, bude-li se o to mnohokrát marně pokoušet. Pokud budeme molekulu pozorovat déle zjistíme, že atom dusíku kmitá z jedné strany na druhou s frekvencí 24 miliard kmitů za vteřinu a vyzařuje přitom elektromagnetickou vlnu o délce 1,25 centimetru.



Obr. 7 - Molekula čpavku

Jednou z možností jak vytvořit aktivní prostředí je přímá separace. Vytvoříme svazek rychle letících molekul a z něj vybereme atomy na vyšší energetické hladině a ty potom soustředíme v prostoru rezonátoru. První kvantový generátor se zrodil na dvou místech zároveň. Prvním místem byl Fyzikální ústav P. N. Lebeděva, akademie věd SSSR v Moskvě a tvůrci byli Nikolaj Gennadievič Basov a Alexandr Michaljovič Prochorov. Druhým místem potom byla Kolumbijská univerzita v New Yorku a tvůrcem Charles Hard Towens se svými spolupracovníky.