А. Д. Сахаров был избран иностранным членом академий наук США, Франции, Италии, Нидерландов, Норвегии и почетным доктором многих университетов Европы, Америки и Азии. Он скончался 14 декабря 1989 года, после напряженного дня работы на Съезде народных депутатов. Его сердце, как показало вскрытие, было полностью изношено. Годы преследований не прошли даром для его здоровья.
Проститься с великим человеком пришли сотни тысяч людей.
«Гиперболоид» Басова и Прохорова
«...Смотрите сюда... Это основная схема... Это просто, как дважды два. Чистая случайность, что это до сих пор не было построено. Весь секрет в гиперболическом зеркале (А), напоминающем формой зеркало обыкновенного прожектора, и в кусочке шамонита (В), сделанном также в виде гиперболической сферы. Закон гиперболических зеркал таков... Лучи света, падая на внутреннюю поверхность гиперболического зеркала, сходятся все в одной точке, в фокусе гиперболы. Это известно. Теперь вот что неизвестно: я помещаю в фокусе гиперболического зеркала вторую гиперболу (очерченную, так сказать, навыворот) — гиперболоид вращения, выточенный из тугоплавкого, идеально полирующегося минерала — шамонита (В), — залежи его на севере России неисчерпаемы. Что же получается с лучами?
Лучи, собираясь в фокусе зеркала (А), падают на поверхность гиперболоида (В) и отражаются от него математически параллельно. Иными словами, гиперболоид (В) концентрирует все лучи в один луч, или в «лучевой шнур» любой толщины. Переставляя микрометрическим винтом гиперболоид (В), я по желанию увеличиваю или уменьшаю толщину «лучевого шнура». Потеря его энергии при прохождении через воздух ничтожна. При этом я могу довести его (практически) до толщины иглы...
Во время первых опытов я брал источником света несколько обычных стеариновых свечей. Путем установки гиперболоида (В) я доводил лучевой шнур до толщины вязальной спицы и легко разрезал им дюймовую доску.
Тогда же я понял, что вся задача — в нахождении компактных и чрезвычайно могучих источников лучевой энергии. За три года работы, стоившей жизни двоим моим помощникам, была создана вот эта угольная пирамидка. Энергия пирамидок настолько уже велика, что, помещенные в аппарат, как вы видите, и зажженные (горят около пяти минут), они дают лучевой шнур, способный в несколько секунд разрезать железнодорожный мост... Вы представляете, какие открываются возможности? В природе не существует ничего, что бы могло сопротивляться силе «лучевого шнура»... Здания, крепости, дредноуты, воздушные корабли, скалы, горы, кора земли — все пронижет, разрушит, разрежет мой луч...».
Современный читатель может подумать, что это описание одного из видов мощной силовой лазерной установки. Однако это... отрывок из знаменитого научно-фантастического романа Алексея Николаевича Толстого «Гиперболоид инженера Гарина», опубликованного еще в 1925 году — задолго до создания лазера. Во время написания романа автору оказывал помощь известный русский физик П. П. Лазарев.
В истории известны случаи, когда писатель-фантаст предугадывал создание технических устройств. Жюль Верн придумал подводную лодку «Наутилус» и полет «из пушки на Луну». Так и А. Н. Толстой предугадал лазер задолго до его появления.
Прежде всего, что означает слово «лазер»? Это аббревиатура слов английской фразы Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — усиление света в результате вынужденного излучения — оптический квантовый генератор, источник излучения с большой плотностью энергии. А что такое когерентность? Это согласованное протекание во времени нескольких колебательных или волновых процессов.
Разобравшись со словом «лазер», рассмотрим историю создания этого фантастического устройства, оказавшего огромное влияние на развитие науки и техники XX века.
А. Эйнштейн в 1916 году первым обосновал возможность получать лазерное излучение. В 1927—1933 годах П. Дирак создал квантово-механическую теорию такого излучения.
Но сначала появился не лазер — оптический квантовый генератор, а мазер — квантовый генератор сверхвысоких частот (СВЧ). Слово «мазер» (от начальных букв английских слов Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation — усиление микроволн сверхвысокой частоты (СВЧ) в результате вынужденного излучения) — это общее название квантового усилителя и квантового генератора СВЧ.
Теория молекулярного генератора — мазера была создана в начале 1950-х годов американским физиком Ч. Таунсом и советскими физиками Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым.
Первые модели мазеров на молекулах аммиака они создали в 1954—1956 годах и были награждены за эту работу Нобелевской премией по физике в 1964 году.
А первый лазер — квантовый оптический генератор — создал американский ученый Г. Мейман в 1960 году на кристалле рубина. В том же году американские физики А. Джаван, В. Беннет и Д. Эрриот создали газовый лазер, работающий на смеси гелия и неона. А позднее были разработаны и другие виды лазеров: жидкостные, химические и самый миниатюрный — полупроводниковый, предложенный Н. Г. Басовым в 1962 году.
Сегодня трудно назвать область науки и техники, в которой не применялось бы лазерное излучение и лазерные технологии.
У лазерного излучения есть три особенности, которые дают возможность применять его в самых различных областях науки и техники:
• лазер излучает световую энергию на одной частоте и длине волны, что дает возможность создать узконаправленные и сфокусированные лучи (вспомните «Гиперболоид инженера Гарина»);
• лазерное излучение обладает очень высокой стабильностью, оно распространяется без изменений на многие километры;
• лазерное излучение имеет очень высокую температуру, достигающую миллионов градусов (вспомните еще раз «Гиперболоид инженера Гарина»).
Лазерным лучом невысокой мощности сверлят тончайшие отверстия любой формы, например в рубиновых и алмазных камнях для часов. С помощью лазерного скальпеля делают хирургические операции. Разрезая кровеносные сосуды, луч лазера одновременно «сваривает» их и останавливает кровотечение. Лазерным лучом делают тончайшие глазные операции, с помощью лазерной терапии лечат самые различные болезни. В микроэлектронике с помощью маломощных лазеров режут, сваривают и маркируют миниатюрные детали, выжигая на них цифры и буквы.
Запись и считывание лазерных компакт-дисков осуществляется с помощью миниатюрных полупроводниковых лазеров.
Мощные лазеры используют для фигурной резки и сварки толстых стальных листов, мрамора, гранита, раскройки самых различных тканей и кож. При этом не требуется применять вакуумные камеры (как при электронно-лучевой сварке), и получается высокое качество шва. И снова отрывок из романа «Гиперболоид инженера Гарина»:
« — Вот он чем тут занимался, — с некоторым недоумением сказал Шельга, рассматривая прислоненные к стене подвала толстые деревянные бруски и листы железа.
И листы и бруски во многих местах были просверлены, иные разрезаны пополам, места разрезов и отверстий казались обожженными и оплавленными. В дубовой доске, стоящей торчмя, отверстия эти были диаметром в десятую долю миллиметра, будто от укола иголкой. Посредине доски выведено большими буквами: «П. ГГ Гарин». Шельга перевернул доску, и на обратной стороне оказались те же — навыворот — буквы: каким-то непонятным способом трехдюймовая доска была прожжена этой надписью насквозь».
Лазеры применяются в голографии для получения объемного изображения предмета, который при этом можно рассматривать с разных сторон.
Вот какова сила предвидения писателя-фантаста!
Лазеры уже нашли применение в искусстве и рекламе.
С помощью лазерного луча измерено расстояние от Земли до Луны и других планет с точностью... до нескольких сантиметров!
Лазер применяется в так называемой оптоволоконной связи, позволяющей без промежуточного усиления передавать