Как и все великие открытия, история создания лазера началась с предположения. В начале XX века Альберт Эйнштейн создал теорию о том, что в недрах звезд электромагнитное излучение может быть управляемым, а Алексей Толстой описал примерно такой же принцип взаимодействия лучей с веществом в своем знаменитом романе «Гиперболоид инженера Гарина».
В настоящее время лазер — больше не научная фантастика. Различные его типы используются во многих отраслях нашей жизни: в науке, технике, производстве, медицине. Однако 70 лет назад это казалось немыслимым: даже прибора, по сути, еще не существовало. Разработки велись благодаря знаниям и неиссякаемому энтузиазму ученых. Такими исследователями стали советские деятели науки Александр Прохоров и Николай Басов. Журнал «Школа. Москва» подготовил для вас самые интересные факты об этом удивительном тандеме и его детище — лазере.
Н. Г. Басов и А. М. Прохоров
• В Физическом институте Александр Прохоров посвятил первые исследования теме распространения радиоволн вдоль земной поверхности и в ионосфере, позже защитил кандидатскую диссертацию по методам стабилизации частоты радиогенераторов.
• К 1941 году был готов точный дальномер на основе фазового радиоприемника. Про него даже шутили:
Вот Прохоров-крошка
Другим в пример Катает в колясочке дальномер.
И кричит: «Господа и дамочки,
Смотрите на наши гаммочки!»
А. М. Прохоров
• Но идеи Прохорова постоянно опережали время, поэтому в какой-то момент он решил: лаборатория должна переключиться на лазеры.
• Времени подумать он своему коллективу практически не дал — что такое месяц для ученых, способных годами кропотливо работать над одной темой? Соратники Прохорова с опаской отнеслись к туманному предложению кардинально перестроить работу. Кто-то писал докторскую, кто-то вот-вот готовился сдать кандидатскую, кто-то женился — формальную отписку сдал практически каждый.
А. М. Прохоров
• Прохоров был в ярости: он взял молоток и разбил все приборы в лаборатории. Половина сотрудников уволилась сразу, другая устроила скандал, но своей цели ученый добился: с ним остались только те, кто готов был посвятить себя новым открытиям.
• В лаборатории Прохорова была уникальная экспериментальная установка синхротрон, сконструированная им самим. На синхротрон приходил любоваться весь институт, а коллеги из других лабораторий неоднократно пытались его заполучить, но всё было тщетно. Правда, в какой-то момент Александр Михайлович согласился обменять синхротрон «на одну штатную единицу в лаборатории».
1. Ч. Таунс в ФИАНе. Н. Г. Басов, Ч. Таунс и А. М. Прохоров; 2. Н. Г. Басов с мазером
• Именно таким образом в 1948 году в аспиранты к ученому попал молодой физик Николай Басов. Позднее Прохоров шутил, что тот достался ему очень дорого.
• Уже в мае 1952 года на Общесоюзной конференции по радиоспектроскопии Прохоров и Басов сделали доклад о возможности создания квантового усилителя СВЧ-излучения, работающего на пучке молекул аммиака.
• Ученые сконструировали первый микроволновой квантовый генератор — мазер* — на пучке молекул аммиака.
• Одновременно с ними Чарльз Таунс в Колумбийском университете проводил аналогичные эксперименты со светом, а не с микроволнами, поэтому его разработка называется лазер.**
*Мазер — это аббревиатура от английского названия Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation — усиление микроволн с помощью вынужденного излучения
**Лазер — это аббревиатура от английского Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — усиление света с помощью вынужденного излучения
Ч. Таунс
• Перейти к видимому свету было непросто, и ученым казалось, что этот один-единственный шаг, отделяющий их от победы, — невозможен. Но в итоге Басов и Прохоров обнаружили, что неоднородное магнитное поле усиливает излучение, и добились увеличения количества атомов в нем.
1. Ч. Таунс знакомится с лабораториями Н. Г. Басова и А.М. Прохорова; 2. Диплом лауреата Нобелевской премии
• За свои труды и разработки они получили Нобелевскую премию, разделив ее, впрочем, с тем же Чарльзом Таунсом. Советские ученые подкинули монетку — кто будет говорить, и в итоге отдуваться пришлось Николаю Басову. Прохоров был только рад: ораторствовать он не любил.
• Правда, первый работающий лазер вышел из рук малоизвестного тогда сотрудника корпорации Hughes Aircraft Теодора Меймана. Он использовал минерал рубин, который подходил в качестве активной среды для реализации задумки. Мейман поместил рубиновый столбик в спиральную трубку, дающую яркие световые вспышки. И 16 мая 1960 года первый в мире лазер выдал первый луч.
Т. Мейман со своим первым лазером
С момента изобретения лазера почти каждый год появлялись всё новые его виды, приспособленные для различных целей.
Почти все смартфоны сейчас — без собственной физической клавиатуры. Эту функцию уже заменяют виртуальные экранные клавиши. Но многим людям по-прежнему гораздо удобнее работать с внешней клавиатурой, поэтому ее покупают отдельно. Некоторые виды такой клавиатуры созданы на основе лазерных технологий: виртуальные буквы проецируются прямо на любую доступную в данный момент поверхность.
Виртуальная лазерная клавиатура Magic Cube
Популярность набирают и лазерные костюмы для вечеринок. Фирма Wei-Chieh Shih создала наряд, к которому прикреплены двести маломощных лазерных установок, которые могут генерировать лучи в разные стороны и освещать своим сиянием всё вокруг.
Лазерный костюм для вечеринок от Wei-Chieh Shih
Температура лазера может быть выше, чем в центре Солнца! Ученые уже нашли способ, при котором с помощью лазерного луча можно нагревать материалы до 15 миллионов градусов по Цельсию.
В мире растет обеспокоенность засильем космического мусора на орбите. Радикальное решение предложили специалисты из Китая: массово применить лазеры, которые раздробят крупные фрагменты на мелкие кусочки. Благодаря этому способу мелкий мусор либо сгорит в атмосфере Земли, либо его можно будет собрать и отправить в дальнейшее путешествие уже не на нашей орбите.
Лазерные шоу могут повредить ваш телефон. Ведь это же огромная энергия: сконцентрированный свет моментально сжигает сенсор камеры, поэтому рисковать всё-таки не следует.
Лазерное шоу
Научная ценность и практическая польза лазеров сейчас очевидна. Но когда-то Александр Прохоров и Николай Басов не побоялись рискнуть — и благодаря этому сейчас мы можем использовать лазеры в повседневной жизни.
текст: В. Разводовская фото: www.lebedev.ru, novate.ru
(2 оценок, среднее: 4,00 из 5)
Загрузка...
