Страница 114 из 161
Оптическая бомба
Р’ Америке Роберт Дике (19161997) опубликовал РІ 1953 Рі. работу, РІ которой РѕРЅ ввел РЅРѕРІСѓСЋ концепцию, которую назвал сверхизлучением. Рто было стержнем обсуждения метода получения излучения СЃ характерной когерентностью. Поскольку РІ 1953 Рі. названий мазер Рё лазер еще РЅРµ существовало, Дике назвал СЃРІРѕРµ устройство оптической Р±РѕРјР±РѕР№, предсказывая, что РѕРЅРѕ СЃРїРѕСЃРѕР±РЅРѕ испустить крайне короткий Рё интенсивный импульс света.
Дике был профессором физики в Принстонском университете и консультантом RCA. Он интересовался основными проблемами физики и сделал важный вклад в изучение гравитации, но также не был чужд изобретательства. Должность консультанта помогала ему облекать некоторые из своих идей в патенты или в проекты для лабораторий фирмы. Он интересовался методами сужения линии излучения атома водорода, чтобы изучить взаимодействие электрона с ядром, и это привело его к исследованию общих свойств когерентного излучения и к концепции сверхизлучения. Узкие линии были важны для создания стандартов частоты, и RCA имела контракт с военными, основанный на идее Дике получения когерентного излучения. Позднее, в 1960 г. он стал интересоваться гравитацией, а в 1964 г. теорией Большого Взрыва и побудил своего коллегу Пиблса рассчитать температуру излучения черного тела, оставшегося как память об этом великом взрыве. В начале февраля 1956 г. Дике описал в своей записной книжке три изобретения. Одно касалось исследований переходов в аммиаке для получения излучения в миллиметровой области. Второе было методом получения большей мощности за счет формирования источника молекул аммиака в виде кольца вокруг микроволнового резонатора. Третье предлагало использовать такой кольцевой мазер, чтобы генерировать волны в диапазоне от 0,25 до 0,03 мм, т.е. вплоть до инфракрасной области. Чтобы сделать свой мазер работающим в этой части спектра, Дике заменил микроволновый резонатор парой параллельных зеркал, т.е. эталоном ФабриПеро. На основе этой идеи в 1958 г. был выдан патент под названием: Молекулярные системы и методы усиления и генерации. Однако эта идея не получила развития.
Предложение Таунса и Шавлова
Тем временем в Советском Союзе Басов и Прохоров в Физическом институте им. П.Н. Лебедева исследовали, как продвинуть свойства мазера в видимый диапазон, а Гордон Голд (г. р. 1920), работал в США над своим собственным проектом, о котором мы расскажем после.
Но Чарльз Таунс и Артур Шавлов были первыми, кто опубликовали детальное и исчерпывающее предложение, которое и привело впоследствии к конструкциям лазеров разного типа.
В 1957 г. Чарльз Таунс приступил к рассмотрению проблем, связанных с созданием устройств, подобных мазеру, работающих на оптических длинах волн. Таунс проводил эту работу в тесном сотрудничестве с Артуром Шавловым, физиком, работающим в то время в Bell Labs.
Артур Шавлов родился РІ Маунт Верной (РќСЊСЋ-Йорк, РЎРЁРђ) 5 мая 1921 Рі. Сначала РѕРЅ хотел стать радиоинженером, РЅРѕ после окончания школы ему было всего лишь 16 лет, Р° РІ Канаде, РіРґРµ РѕРЅ жил РІ то время, РІ университет принимали СЃ 17 лет. РљСЂРѕРјРµ того, его семья РЅРµ могла поддержать его. Р’ конце концов РѕРЅ сумел получить стипендию для занятий РїРѕ физике Рё математике Рё СЃРјРѕРі учиться РІ университете Торонто, окончив его РІ 1941 Рі. Его увлекала исследовательская работа Рё РІ 1949 Рі. РѕРЅ получил РІ этом университете степень доктора. Р—Р° несколько месяцев РґРѕ этого РІ Оттаве РїСЂРѕС…РѕРґРёР» Конгресс Канадской Ассоциации Физиков, РІ котором РїСЂРёРЅСЏР» участие Р�. Раби, рассказав РѕР± удивительных открытиях Виллиса Лэмба Рё Поликарпа Куша, Р·Р° которые РѕРЅРё получили Нобелевскую премию. Молодой Шавлов загорелся Рё старался сделать РІСЃС‘, чтобы попасть РІ Колумбийский университет. Р�так, РѕРЅ написал Раби РІ Колумбийский университет, который предложил ему стипендию для работы РїРѕРґ руководством Таунса. Рта стипендия, как РјС‹ уже говорили, была назначена корпорацией Юнион Карбайд для поддержки прикладных исследований РІ области микроволновой спектроскопии для органической С…РёРјРёРё. Шавлов совсем РЅРµ интересовался органической химией, РЅРѕ очень интересовался микроволнами Рё работал СЃ клистроном. РџРѕ условиям стипендии РѕРЅ должен был работать СЃ человеком РїРѕ имени Чарльз Таунс, Рѕ котором РѕРЅ ничего РЅРµ слышал, РЅРѕ поскольку РѕРЅ хотел попасть РІ этот университет, РѕРЅ согласился.
В то время там работали не менее восьми будущих лауреатов Нобелевской премии: ядерный физик Хидеки Юкава (1907-1981), который получил Нобелевскую премию, спустя несколько месяцев после появления Шавлова, за предсказание существования мезона, элементарной частицы, необходимой для объяснения взаимодействия протонов и нейтронов в атомных ядрах; сын Бора Ог (г. р. 1922) который стал лауреатом в 1975 г. вместе с Моттельсоном и Рейнвотером за изучение атомных ядер; Раби, Таунс, Куш, Лэмб, о которых уже говорилось.