Превращения гиперболоида инженера Гарина
Шрифт:
Мало кто из участников конференции обратил внимание на доклад И. Видера, посвященный некоторым экспериментам с рубином. Тем более что и в докладе Шавлова говорилось о рубине, но он сказал, что известная теперь всем красная линия рубина не подходит для создания квантового генератора света. Еще никто из присутствовавших, в том числе сам автор, не знал, что изображенная им схема энергетических уровней рубина станет столь знаменитой. Но в зале сидел Т. Мейман, доклад которого был посвящен парамагнитному усилителю на рубине. И можно не сомневаться в том, что он внимательно слушал Видера. Скоро Мы узнаем, к чему это привело.
Незаметно
Дискуссия была краткой. Один из присутствующих вспомнил, что еще в 1930 году было опубликовано сообщение об инверсии населенностей, полученной при помощи электрического разряда в смеси паров натрия и ртути. Замечание было принято к сведению, и только.
Но в перерыве к Джавану подошел Басов. Басов интересовался тем, как Джаван оценивал шансы на положительный результат. Ответ был неутешительным. Расчеты столь сложны, что их не удается довести до точных числовых результатов. Вся надежда на опыт.
Однако зерна, посеянные на конференции в, казалось, совсем не подготовленную почву, взошли неожиданно быстро.
Молния сверкнула за океаном, а раскаты грома раздались из Лондона, где издается известный научный журнал «Природа». В одной из его тоненьких тетрадок уже в первой половине 1960 года появилось коротенькое сообщение Т. Меймана о том, что он создал новый генератор световых волн. Успех пришел к Мейману не случайно. Он не был новичком в квантовой электронике. Но если работы в области квантовых парамагнитных усилителей, о которых он докладывал на конференции, принесли ему известность лишь среди специалистов, то о его новом достижении узнал весь мир.
Газеты запестрели заголовками: «Ярче Солнца», «Кровавый луч», «Разящий луч», а среди любителей научно-фантастической литературы нашлись и поклонники Алексея Толстого. Они не преминули написать «Новый Гарин», и «Гиперболоид наших дней», и многое другое.
Действительно, было отчего прийти в возбуждение. Мейман показал журналистам небольшой прибор, на верхней части которого лежал металлический цилиндр размером с литровую консервную банку. В середине ее торца виднелось небольшое отверстие.
— Внимание, — сказал Мейман, указывая на лист бумаги, прикрепленный к стене лаборатории.
Вдруг в середине листа на мгновение ослепительно вспыхнуло небольшое ярко-красное пятно.
— Еще раз, — сказал Мейман и снова нажал кнопку.
Теперь те, кто смотрел на прибор, увидели, как из отверстия в его торце вылетел луч толщиной не больше карандаша. Почти не расширяясь, этот луч упирался в стену, оканчиваясь ослепительным круглым пятнышком. В комнате было совсем светло, но красный луч выглядел примерно так же, как луч солнца, проходящий в затемненную комнату через отверстие шторы.
После нескольких вспышек металлический цилиндр был открыт. В нем оказались лишь два предмета. Спиральная лампа-вспышка, похожая на те, которыми пользуются фотографы, и бледно-розовый прозрачный кристалл, размером с обычную сигарету. Концы его блестели,
Вот как комментировали журналисты объяснение Меймана.
Розовый стерженек сделан из искусственного рубина. Такой же рубин, но еще более светлый, применяется в мазерах для усиления микроволн. Рубин кажется красным только потому, что он сильно поглощает лучи зеленого и фиолетового света. Если из белого света удалить эти лучи, остаток кажется красным. Это свойство глаза, обнаруженное еще в прошлом веке Гельмгольцем.
В поглощении света участвует не весь материал, образующий кристалл, а только ионы хрома, которых здесь лишь доли процента. Но именно они играют главную роль в работе прибора. Свойства рубина подробно изучены при разработке мазеров. Облучая его радиоволной, можно заставить ионы хрома усиливать радиоволны.
Мейман первый догадался, что, облучая рубин светом лампы-вспышки, можно заставить его усиливать свет. Опыт работы с мазерами и статьи Таунса (а может быть, он читал и статьи Прохорова и Басова) говорили о том, что, применив обратную связь, можно превратить усилитель в генератор, в генератор света, действующий совершенно так же, как обычный радиопередатчик. Какой резонатор можно применить при работе со светом — тоже было известно. Это пара параллельных зеркал. Проще всего было отполировать торцы рубинового стержня и прямо на них нанести зеркальный слой серебра…
То обстоятельство, что новый генератор излучает красный свет, никак не связано с красным цветом рубина. Окраска рубина, как мы знаем, вызвана только тем, что он поглощает зеленые и фиолетовые лучи. Красный цвет луча первого лазера определяется тем, что энергетические уровни иона хрома, участвующие в работе прибора, отстоят друг от друга на величину, равную энергии фотонов красного света.
На вопрос о том, почему он назвал новый прибор словом «лазер», Мейман ответил, что он просто заменил буквой «л» букву «м» в слове «мазер». Он сказал: «Это потому, что принцип действия обоих приборов одинаков. Различаются только диапазоны длин волн, в которых они работают. Буква „л“ — сокращение слова „лайт“ (свет). Остальные буквы означают „усиление при помощи индуцированного испускания“».
Впрочем, название — дело вкуса. Советские ученые предпочитают говорить «оптический квантовый генератор», сокращая его для удобства в ОКГ. Мы привыкли ко всякого рода ломающим зубы сокращениям. Ученые группы Таунса предпочитают «оптический мазер». Может быть, потому, что автор слова «мазер» их шеф. Но в общем разноголосица не вносит путаницу только потому, что все знают, о чем идет речь, и воспринимают слова «мазер» и «лазер» не в первоначальном значении, а просто как название целого класса приборов.
ВОЗМОЖНО ЛИ ЭТО?
Красный луч Меймана, подобно бикфордову шнуру, воспламенил целый фейерверк. Горючее для него готовилось и собиралось годами. Если за двадцать лет до этого одинокий голос Фабриканта не был услышан, то теперь в десятках лабораторий работали новые квантовые приборы. Это и разнообразные молекулярные генераторы, и парамагнитные усилители, и атомнолучевые стандарты частоты. Уже существовали безукоризненно разработанные теории, были подробно изучены различные вещества. Сложенные костры ждали только искры. Мейману посчастливилось высечь эту искру.