50 лет лазеру

Чарльз Таунс (в центре) на семинаре, посвященном 50-летию создания лазера в компании "Ленокс Лазер". Справа - президент компании "Ленокс Лазер" Джозеф д'Ентремонт, слева - редактор журнала "Чайка" Геннадий Крочик. 4 октября 2010 г.

Люди, далекие от науки и техники, со словом лазер, пожалуй, связывают те медицинские световые приборы, которые широко используются в хирургии, терапии, да и для чисто косметических целей. А ведь 50 лет назад и слова такого не было. А было оно введено в результате пионерских научных исследований, возглавляемых тремя учеными: американцем Чарльзом Таунсом и русскими Николаем Басовым и Александром Прохоровым. Собственно слово "лазер" происходит от английского laser и является сокращением от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (усиление света посредством вынужденного излучения). Первый лазер продемонстрировал 7 июля 1960 года американский физик Теодор Мейман — это был лазер на искусственном монокристалле рубина и излучал он красный свет.

Но созданию лазера предшествовали аналогичные работы в области микроволнового электромагнитного излучения (частота которого в миллион раз меньше световой). А первый квантовый микроволновый генератор, предшественник лазера, был создан в 1954 году. Его изобретателем был Чарльз Таунс. Само слово "лазер" также позаимствовано у слова "мазер" (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Так что Чарльза Таунса можно считать отцом-основателем всего этого направления физики и техники, к тому же, он автор патентов и на мазер, и на лазер. В 1964 году ему совместно с советскими физиками Н.Басовым и А.Прохоровым была присуждена Нобелевская премия по физике.

В момент создания мазера Чарльзу Таунсу было 39 лет. С тех пор легендарный пионер в науке сделал не одно открытие, воспитал десятки учеников и работает по сей день.

Главный редактор "Чайки" Геннадий Крочик был приглашен на Первый семинар по свету, организованный мэрилендской компанией "Ленокс Лазер" (Lenox Laser) и посвященный 50-летию создания лазера. Центральным событием семинара стал доклад Чарльза Таунса, в котором ученый рассказал о том, как он изобрел мазер. Семинар проходил в Глен-Арме, замечательном уголке Мэриленда к северу от Балтимора, в комфортабельном конференц-зале компании. До начала семинара гостеприимный председатель семинара, президент компании "Ленокс Лазер" Джозеф д'Ентремонт (Joseph d'Entremont) представил гостям и участникам семинара организованный на фирме Музей света, где можно было увидеть многочисленные уникальные световые приборы и оборудование от XIX века до наших дней.

Свой рассказ о создании мазера Таунс сопровождал шутками, блестяще аргументировал, и трудно было поверить, что этому человеку 95 лет. Идея создания мазера родилась у Чарльза Таунса в 1951 году, тогда он был доцентом (associate professor) Колумбийского университета в Нью-Йорке. Таунс и его коллеги пытались найти способ генерации микроволнового излучения с более короткой длиной волны. Разработав теоретические принципы мазера, ученый встретил сопротивление своих коллег, которые считали, что его расчеты и уравнения — пустая трата времени. Таунс дружил с Эйджем Бором, отец которого Нильс Бор — один из основоположников квантовой физики. Эйдж организовал ему встречу со своим отцом, но и сам Бор сказал Таунсу, что создание мазера вряд ли возможно.

И все же, преодолевая сопротивление окружающих скептиков, через три года Таунс построил первый мазер, заложив основу одному из пионерских направлений в науке и технике XX века.

Один из ведущих сотрудников "Ленокс Лазер", Грегори Соляр (читатели "Чайки" знают его по публикации его стихов и рисунков), рассказал, что преданность Чарльза Таунса науке вызывает восхищение. Так например, пять лет назад 90-летний ученый, занимающийся в последние годы астрофизикой, провел неделю в знаменитой обсерватории Мауна-Кеа на высоте 4,2 км. Даже молодые ученые не всегда чувствуют себя комфортно на такой высоте.

До того как перейти на работу в "Ленокс Лазер", Грегори Соляр много лет проработал в НАСА. Он пригласил на семинар одного из ведущих специалистов программы космического телескопа "Хаббл", доктора Джона Вуда. Специалист из НАСА рассказал о последних достижениях в исследовании космоса оптическими приборами на орбите и вызвал большой интерес слушателей. Грегори Соляр, который много лет проработал с Вудом в НАСА, рассказал, что именно благодаря Вуду было решено осуществить миссию по ремонту телескопа "Хаббл" на орбите, которая завершилась успехом.

Сегодня лазеры используются повсеместно, как в науке, так и в многочисленных областях техники. На семинаре присутствовал Герман Пасманик, ученый-лазерщик, выходец из бывшего СССР, который основал в Мэриленде свою фирму "Пассат" (Passat Inc.). Его компания разрабатывает и производит уникальные лазеры, в частности, компактные ультрафиолетовые лазеры с очень короткими (пикосекундными) импульсами. Эти лазеры используются в "Ленокс Лазер" для "сверления" и резки твердых материалов. Уникальность этих новейших лазерных технологий в том, что "лазерное выжигание" не оставляет никаких следов в виде обугливания не только в металлах, но даже и в органических углеродосодержащих пластинах. Лазер Германа Пасманика использовался во время экспедиции на Марс ("Феникс 2007") и позволил определить наличие кристалликов льда в атмосфере красной планеты.

Зондирование атмосферы, оптическая оптоволоконная связь, фотолитография, создание мощных световых пучков для инициации термоядерного синтеза, инициирование химических и биохимических процессов — вот лишь малая часть сегодняшнего применения лазера.

Профессор Таунс верит в предназначение, а также в то, что кроме физического света есть и духовный, который озарял его в момент создания мазера. В конце года запланирована его встреча с Папой Римским. О теме его беседы с понтификом можно только догадываться, но то, что понтифик, как и все мы, выразит свое восхищение устремленностью американского ученого, можно не сомневаться.