La parola "laser" e il principio di funzionamento di questo dispositivo sono noti alle persone. La parola strettamente correlata "maser" è molto meno conosciuta. È un'abbreviazione delle prime lettere delle parole della definizione inglese "Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation", che significa "amplificazione delle microonde mediante radiazione stimolata". Cioè, a differenza di un laser che emette luce, un maser con un design simile emette raggi a microonde.
Per la prima volta un tale dispositivo fu sviluppato da fisici sovietici e americani nel 1954. Successivamente, gli scienziati A. Prokhorov, N. Basov e C. Townes hanno ricevuto il premio Nobel per questo.
Per molto tempo, il maser non ha trovato applicazione pratica, poiché il suo funzionamento richiedeva condizioni difficili: vuoto e temperatura molto bassa (vicina allo zero assoluto). Inoltre, anche in queste condizioni, la potenza del maser era molto inferiore alla potenza del laser. Di recente, tuttavia, i fisici del British National Physics Laboratory hanno sviluppato un modello per un maser che può funzionare a temperatura e pressione ambiente.
Il loro lavoro si basava sulla ricerca di scienziati giapponesi, che alla fine del XX secolo condussero esperimenti irradiando un pentacene composto organico con un laser. Hanno scoperto che se esposte ai raggi laser, le molecole della sostanza possono funzionare come un maser. Poiché i ricercatori giapponesi erano interessati a un'altra questione (la diffusione dei neutroni), non hanno attribuito importanza al fenomeno scoperto. Gli inglesi, trovata una descrizione di questi esperimenti, decisero di aggiungere il pentacene ad un'altra sostanza organica per ottenere cristalli simili a quelli usati nei laser. Dopo una serie di fallimenti, sono stati selezionati i cristalli della forma e del colore richiesti. I ricercatori li hanno inseriti in anelli di zaffiro trasparenti, dopo di che, posizionando la struttura risultante in un risonatore, li hanno irradiati con un laser. Il risultato ottenuto ha superato le più rosee aspettative.
Il raggio laser ha portato le molecole di pentacene in uno stato eccitato (instabile). Durante la transizione inversa delle molecole a uno stato stabile, si è formato un raggio di microonde, che in intensità ha superato incommensurabilmente i raggi generati dai precedenti modelli maser. "Il segnale ricevuto era cento milioni di volte più potente dei maser esistenti", ha affermato il fisico Mark Oxborrow, che ha guidato questi esperimenti. Il dispositivo, ricevuto dagli inglesi, è estremamente promettente, sebbene richieda molti sforzi per perfezionarlo. Ora il maser Oxborrow genera solo impulsi a brevissimo termine, con un'ampia gamma di onde. Se è possibile farlo funzionare costantemente, inoltre, in un intervallo di lunghezze d'onda più ristretto, il maser troverà applicazioni molto ampie in vari campi della scienza e della tecnologia.
