Над той же проблемой бились; еще две группы ученых. В Колумбийском университете работами руководил молодой профессор Ч. Таунс, а в Мэрилендском — Дж. Вебер.

Таунс с сотрудниками первый опубликовал краткую заметку о построенном ими молекулярном генераторе радиоволн, который может работать и как усилитель. Они дали своему детищу имя «мазер», образованное первыми буквами английских слов «усиление микроволн посредством индуцированного излучения».

Фабрикант предложил общий принцип. В Физическом институте в Москве и в американских университетах ученые, не знавшие об этой идее, не только самостоятельно пришли к ней, но и построили приборы, похожие друг на друга, как близнецы.

В 1954 году Басов и Прохоров описали другой способ реализации этого принципа. Они нашли, что систему атомов или молекул можно заставить усиливать или генерировать радиоволны, если облучать эти атомы и молекулы более короткими радиоволнами или освещать их ярким светом с подходящей длиной волны. Вскоре американский ученый Бломберген разработал этот способ специально для усиления радиоволн при помощи особых кристаллов, погруженных в жидкий гелий. Затем эстафета вернулась в Москву, где Фабрикант предложил еще один способ, позволяющий на основе открытого им явления построить газовую ячейку, усиливающую уже не радиоволны, а видимый и инфракрасный свет. Два пути усиления света и инфракрасных волн нашли группы ученых в Физическом институт" И, наконец, были созданы первые мод усилителей света и инфракрасных волн, использующие кристаллы рубина, подробно изученные Прохоровым, и минерала флюорита, с которым в Ленинграде работал Феофилов.

Исследовав излучение паров различных металлов, газов, рубинов и изумрудов, стекол и жидкостей, испробовав молекулы и атомы всевозможных веществ, ученые отыскали среди них такие, которые можно заставить излучать волны еще более короткие, чем радиоволны, — излучать свет.

По ассоциации с «мазером» физики назвали новый, удивительный источник света «лазером».

— : Чтобы получить от нити лампы накаливания луч света такой же яркости, как луч квантового, генератора, ее потребовалось бы нагреть до температуры десять миллиардов градусов, — говорит Басов. — Иными словами, надо было бы иметь источник света в миллионы раз более горячий, чем Солнце!

«Лазеры» не похожи на огромные прожекторы и маяки. Они умещаются на ладони: сердце первого генератора света — цилиндрик рубина длиной в несколько сантиметров и диаметром в пять миллиметров.

Этот источник света не раскален до чудовищной температуры, как Солнце, а совершенно холоден и потому особенно удобен. И дает прибор такой узкий световой луч, что не будет преувеличением говорить о световой игле.

Первые модели источников света, основанные на новых принципах, подтвердили ожидания ученых. Генератор, использующий кристаллы рубина или флюорита, дает пучок света в виде конуса с углом около одной десятой градуса. Но световая игла может быть еще острее, если в качестве рабочего вещества применить не кристаллы, а смесь подходящих газов.

Насчитано, что свет такого источника, направленный при помощи простой оптической системы в сторону Луны, высветит на ее поверхности пятно диаметром всего в три километра. Напрашивается мысль о локации Луны таким способом. Ведь тогда можно будет рассматривать все мельчайшие подробности ее рельефа.

Мощность пучка света, излучаемого существующими моделями, еще мала. Но ее увеличение представляет чисто техническую проблему и не требует открытия новых принципов. К тому же возможно объединение пучков света многих маломощных источников. Вот почему создание систем, способных с поверхности Земли поддерживать искусственные спутники на их орбитах, представляется реальным уже в наши дни.

Не подозревая о том, что он говорит о «лазере», Алексей Толстой в «Гиперболоиде инженера Гарина» писал: «Первый удар луча гиперболоида пришелся по заводской трубе — она заколебалась, надломилась посередине и упала... Был виден весь завод, раскинувшийся на много километров. Половина зданий его пылала, как карточные домики. Луч бешено плясал среди этого разрушения...»

И действительно, используя энергию, излучаемую «лазерами», можно получить очень высокие температуры и колоссальное давление световых волн — сотни тысяч атмосфер! Такой пучок уже сейчас за миллионную долю секунды пробивает отверстие не только в стальной пластине, но и в алмазе. Это, несомненно, превосходный и пока единственно возможный инструмент для точной, почти ювелирной обработки жаростойких материалов. Ученые не могут даже предвидеть все открывающиеся возможности применения такого инструмента. Достаточно сказать, что два пересекающихся пучка света такой плотности непременно начнут взаимодействовать между собой. Но как? Даже теория еще не полностью изучила это явление.

Новые источники света будут применяться очень широко. И не только для поддержания спутников на орбите. Прежде всего источники и усилители видимого света необходимы для сверхдальних космических связей, где основное — это получение узких пучков. Только таким путем можно будет поддерживать связь на расстояниях, где радиоволны уже непригодны.

Для связи в земных условиях видимый свет не подходит, так как он сильно поглощается атмосферой, особенно при неблагоприятной погоде. Здесь будут применяться инфракрасные волны, часть которых хорошо проникает через туман и дождь. Линии связи, работающие на инфракрасных волнах, могут одновременно передавать до ста тысяч телевизионных программ или многие миллионы телефонных разговоров.

Усилители света и инфракрасных волн нужны и астрономам. Для того чтобы обнаружить чрезвычайно далекие, невидимые глазу звезды и туманности, астрономы должны часами фотографировать небо через огромные телескопы. Дальнейшее увеличение размеров телескопов и чувствительности фотопластинок наталкивается на огромные трудности. С помощью новых усилителей взгляд человека проникнет еще дальше в недра Вселенной. И еще глубже в недра вещества, так как уже созданы инфракрасные микроскопы, дающие возможность заглянуть внутрь многих тел, непрозрачных для обычного света. «Лазеры» смогут «ощупать» дно морей и океанов, смогут осуществить связь под водой. Они намечают заманчивые пути управления химическими реакциями. При помощи достаточно мощных пучков электромагнитных волн можно возбуждать сильные колебания определенных молекул, не воздействуя при этом на другие. А так как возбуждение увеличивает химическую активность, то молекулы, получившие дополнительную энергию от световых волн, могут вступать в реакции, не идущие при обычных условиях. Таким путем можно вызывать желательные реакции, управлять их течением и «по заказу» получать новые химические соединения. Уже разрабатываются проекты применения сверхинтенсивных пучков света для ускорения элементарных частиц до сверхвысоких энергий, недостижимых при помощи крупнейших современных ускорителей, и многие другие замечательные проекты.

Рубиновый луч начинает свою верную службу людям.

• Страницы:
• предыдущая
• 1
• 2

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.