Прежде всего предстоит извлечь возбужденные ядра из вещества мишени, которая побывала в нейтронном потоке. И самым быстрым из них представляется почти фантастический способ, опирающийся на последние достижения науки и техники, который натурфилософы XVII века попросту назвали бы «дематериализацией».
Короткий мощный лазерный луч разбивает мишень на отдельные атомы. Еще два лазера, лучи которых направлены на газовую струю из смеси продуктов испарения, избирательно ионизируют атомы, содержащие возбужденные ядра-изомеры. Электромагнитная фокусирующая система легко собирает эти ионы, и возбужденные ядра оседают, «материализуются», на заряженной нити или пленке. Мгновенной кристаллизацией и заканчивается весь сложный процесс изготовления рабочего вещества гамма-лазера.
В. Летохов полагает, что современное состояние ядерной и лазерной техники позволяет приступить к практическому решению вопросов, связанных с разработкой такого газера.
И экспериментальные и теоретические исследования «запасных» ядерных уровней, которые, как раньше казалось, имели чисто научно-теоретическое значение, оказались чрезвычайно необходимыми. Без знаний, добываемых спектроскопистами, не построить уникальный прибор будущего — ядерный гамма-лазер.
Сейчас предлагается широкая программа изучения проблем в разных областях науки и техники, имеющих непосредственное отношение к получению когерентного гамма-излучения. Возможно, в самое ближайшее время появятся новые, кардинальные идеи, осуществление которых ускорит разработку конкретного проекта ядерного гамма-лазера.
Появление газеров в лабораториях откроет новые горизонты перед исследователями атомных ядер. Обычные лазеры стимулировали развитие новой области науки, так называемой нелинейной оптики. Были открыты новые явления при взаимодействии лазерного света со средой. Мощные лазерные пучки, проходя через вещество, преобразовывают его и тем самым изменяют условия взаимодействия фотонов с атомами и молекулами.
По-видимому, газеры приведут к созданию аналогичного научного направления — нелинейной ядерной физики, которая будет изучать ядерные процессы, происходящие под действием мощного потока совершенно одинаковых гамма-квантов.
Не раз и не два случалось так, что физики находили в естественных условиях — в космосе — то, чего поначалу не могли создать или найти на Земле. Например, химический элемент гелий впервые был обнаружен в спектре Солнца (греческое слово «гелиос» означает «солнечный»). Многие элементарные частицы, в том числе и первые вестники антимира позитроны, были открыты сначала в космических лучах.
Доказано, что в космосе «работают» мазеры — усилители радиоволн в сантиметровом и миллиметровом диапазонах. А может быть, Галактика посылает нам и удивительное синхронное гамма-излучение, которое еще никто не наблюдал на Земле?
Не так давно ученые зарегистрировали грандиозные по мощности вспышки гамма-лучей в некоторых участках космического пространства с длительностью от долей секунды до одной минуты. Внеземные гамма-кванты имели энергию от 0,05 до 1,5 миллиона электрон-вольт. Механизм возникновения таких вспышек пока неясен, но, может быть, это работает естественный гамма-лазер: газер!
Талантливый подражатель
— Ядро оказалось очень сложной штукой, и, видимо, физики, изучая элементарные частицы, стремятся к упрощению?
— Поначалу так и казалось. Но постепенно в поведении элементарных частиц раскрылись такие бездонные глубины неведомого и необычного, что физики-элементарщики вновь обратились к ядерной физике.
— Это непонятно. По-моему, ядро так же непохоже на отдельную частицу, как сложное многоклеточное существо на амебу?
— Однако это же самое ядро, ускоренное до большой энергии, способно имитировать элементарную частицу.
В октябре 1970 года на ученом совете Объединенного института ядерных исследований в Дубне член-корреспондент АН СССР А. Балдин рассказал о первых экспериментальных результатах, полученных в новой области науки — релятивистской ядерной физике, родившейся в Лаборатории высоких энергий.
Синхрофазотрон этой лаборатории, созданный еще под непосредственным руководством академика В. Векслера, давно находился на положении экс-чемпиона по энергии ускоряемых протонов. Некоторые его конструктивные особенности привлекали исследователей, и они решили омолодить синхрофазотрон-ветеран.