Появление лазера создало сразу несколько совершенно новых научных дисциплин, а сам Басов, отмечая потенциал своего изобретения, называл его «решением, которое само ищет себе новые задачи».

Сегодня лазер используется во всех отраслях, став важнейшей технологией в истории человечества. Производство точнейших чипов микросхем для компьютеров и смартфонов, сложные хирургические операции, передача и запись информации, изготовление деталей сложнейших механизмов, научные исследования, вооружения — везде широко применяются лазерные технологии. Без этого изобретения современный мир выглядел бы совершенно иначе.

Изобретение лазера перевернуло мировую науку и технологии, доказав всему миру, что именно наши ученые выступают в авангарде научной мысли, в самых передовых ее областях.

Разработка лазера

Открытие лазера — одно из важнейших событий XX века. Технология моментально получила широкое применение в самых разных отраслях: науке, медицине, военном деле, промышленности и даже в быту. С его помощью астрономы вычисляют расстояние между космическими объектами, медики проводят сложные операции, а компьютеры считывают информацию с электронных носителей.

История лазера началась в 1916 году, когда Альберт Эйнштейн выдвинул теорию об электромагнитном излучении звезд, тем самым предсказав явление вынужденного излучения, которое лежит в основе работы устройства усиления света. После ряда экспериментальных подтверждений проблемой использования излучения занялись молодые советские ученые Николай Басов и Александр Прохоров.

Для своей лаборатории Прохоров сконструировал экспериментальный ускоритель частиц — синхротрон (устройство большего масштаба работает по принципу адронного коллайдера). Машиной заинтересовались многие из его коллег, однако ученый отказывался отдавать ее другим исследователям. Позже он все же решил расстаться с устройством в обмен на еще одну штатную единицу — подающего надежды аспиранта Николая Басова.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Басов окончил МИФИ и попал в Лабораторию колебаний ФИАН уже на третьем курсе. Он был убежден, что настоящим исследователем было возможно стать только работая в команде. «Всегда должен быть кто-то рядом, чтобы участвовать с тобой в научном процессе вместе», — говорил он. Вместе со своим научным руководителем Александром Прохоровым они занялись исследованием радиоволн.

Лазер или мазер?

Здесь следует сразу же сделать оговорку — не следует путать «лазер» с «мазером». Разница между ними примерно такая же, как у мотоцикла с велосипедом — несмотря на то что и тот и другой являются транспортными средствами, имеют два колеса и руль, они все равно обладают отличными друг от друга характеристиками, так как предназначены для разных целей.

Мазер был открыт на шесть лет раньше и является «старшим братом» лазера. Оба относятся к квантовым усилителям излучения, различие между ними лишь в длине генерируемых волн. Названия тоже очень похожи, так как они представляют собой аббревиатуры приборов. MASER — это Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation («усиление микроволн с помощью вынужденного излучения»), а LASER — Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation («усиление света с помощью вынужденного излучения»). Мощность мазера довольно мала, поэтому им нельзя ничего разрезать, соединить или осветить.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Основным применением мазера сегодня является соблюдение частоты в системе точного времени. Современный эталон времени — секунда, измеряющая излучение атома цезия-133 при помощи атомных часов. Для поддержания частоты излучения используется водородный мазер. Второе его применение — микроволновый усилитель в радиотелескопах.

В 1950 году французский физик Альфред Кастлер предположил, что энергетический уровень электронов способен меняться при воздействии на них других электромагнитных волн, тем самым предугадав появление квантового усилителя.

Вдохновленные идеей французского ученого, в мае 1952 года Николай Басов и Александр Прохоров выступили с докладом, который охватил и мазер, и лазер, до изобретения которых оставалось еще около пяти лет. Всего несколькими неделям позже американский физик Джозеф Вебер посвятит публичную лекцию той же самой теме.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Ученые делали открытия практически синхронно, публикуя свои наработки в профессиональных журналах. Первой была статья Вебера, вышедшая в июне 1953 года, а затем появилась более детальная и точная статья Басова и Прохорова — в октябре 1954-го.

Тем временем еще один американский ученый Чарльз Хард Таунс предложил ту самую аббревиатуру MASER, высказав идею о применении устройства. Это была только теория, практической стороной вопроса он не занимался. Узнав о выступлении Вебера, он обратился к нему с просьбой прислать свои наработки и предложил сотрудничество. Устройство было собрано, однако получило критику со стороны таких известных ученых, как Нильс Бор, Люэлин Томас и Джон фон Нейман, — они уверяли, что система не способна работать.

Дав фору Чарльзу Таунсу всего в несколько месяцев, Басов и Прохоров закончили работу над своей моделью мазера. Впоследствии все трое ученых разделили между собой Нобелевскую премию.

Изобретение вызвало большой интерес у военных. Всерьез началось обсуждение создания лазерного оружия. Исследования Басова и Прохорова получили щедрое финансирование. Однако физики доказали, что использование лазерных средств в боевых действиях не столь эффективно, лучше использовать эту технологию в целях обороны — для нейтрализации боеголовок.

К сожалению, после долгих лет совместной работы и плодотворного сотрудничества коллеги Басов и Прохоров рассорились по причине профессиональных разногласий. Однако спустя 40 лет все же примирились и начали строить планы совместных проектов.