メタボレスクッキング

そのメーザーとは(Microwave amplification by stimulated emission of radiation) マイクロ波の誘導輻射による増幅がその意味です。

一般に物質が熱力学的平衡にあった場合、電磁波を照射しても物質は黒体輻射以上の輻射は起きず、電磁波は増幅されません。しかし磁性体の原子のスピンの2準位系において、上位準位が下位準位より多い場合や、ファインマン物理学の量子力学の章に説明され、メーザーの原理の説明では、アンモニア分子の回転の2準位系のように熱力学的非平衡にあった場合、電磁波は増幅されて輻射されます。
その理由は電磁波が物質に吸収され物質の原子（スピン）の遷移が上位準位から下位準位におちそのとき放出するエネルギーと最初に照射された電磁波のエネルギーとが輻射される事から説明されている。この原理を誘導輻射(Stimulated emission)といいます。

メーザーの原理はファインマン物理学の量子力学、磁性共鳴によるメーザーの原理はキッテルの固体物理入門(Introductory to Solid State Physics)で説明されている。
マイクロ波を磁性体が吸収し、磁性共鳴を起こす場合、レーザーと同じようにパラレルポンピングという現象を起こし、増幅して、赤外線を輻射します。電磁波（マイクロ波、高周波）が磁性体に吸収され、マグノン、スピンが励起しパラレルポンピングを起こすことの詳しい解説は同じくキッテルなどによってなされている。

磁性鍋の構造は、陶磁器を利用し、スノコ、中ふたが付く2重構造をつくり、磁性体を陶磁器の内部に全て塗布し焼結している。陶磁器の外部からマイクロ波を照射した場合、陶磁器の部分はマイクロ波が透過し、磁性体で磁性共鳴によって波長転換し、赤外線を輻射する。中蓋、スノコによって二重構造にした場合、すのこ、中蓋、外蓋の順序で早く温度が上昇し、赤外線を輻射する。マイクロ波と磁性体の磁気共鳴を起こす磁性体のスピンの量子的熱揺らぎから生じる現象である。
磁性鍋の赤外線輻射のピークが2.5μｍ～20μｍであるということは通常に加熱した場合の実験測定によって計測している。通常の外部加熱の場合、2.5μｍ～20μｍの波長の赤外線で黒体輻射の80%以上の輻射を示し、マイクロ波で加熱した場合この波長が磁性共鳴によるスピンの励起によって黒体輻射以上に増幅して、輻射している。



参考文献ファインマン物理学　量子力学 ( The Feynman Lectures on Physics volume3 )
固体物理入門　チャールズ　キッテル( Introductory to Solid State physics, C.Kittel 7th edition Wiley)
Quantum Theory of Solids, C. Kittel Wiley
ロナルド　スーフー原著　マイクロ波磁気工学　岡田文明訳　森北出版