Как открытие нобелевского лауреата Николая Басова подарило нам интернет, операции по коррекции зрения и возможность проверять картины на подлинность
Ровно сто лет назад — 14 декабря 1922 года — родился знаменитый советский физик, основоположник квантовой электроники, нобелевский лауреат Николай Басов. Этот выдающийся ученый стал одним из разработчиков первого в мире лазера. Именно благодаря этому открытию сегодня существует интернет, медицинские оптические приборы, в частности для коррекции зрения, считыватели штрих-кодов, компакт-диски и многое другое. Вклад исследователя в отечественную и мировую науку отметил президент Владимир Путин — летом он подписал указ о праздновании юбилея физика.
Квантовое соревнование
14 декабря в России вспоминают физика, который стал одним из «отцов» современных лазерных технологий — Николая Геннадьевича Басова. В этот день ему исполнилось бы 100 лет. Вклад ученого в отечественную и мировую науку отметил президент Владимир Путин и подписал этим летом указ о праздновании его юбилея. В документе прописано, что начиная с 2023 года будет учреждено пять персональных стипендий им. Н.Г. Басова для аспирантов Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН РАН).
Николай Басов — основоположник квантовой электроники и нобелевский лауреат. Он родился 14 декабря 1922 года в небольшом городе Усмань Тамбовской губернии. Путь будущего ученого к научному прорыву от начала получения высшего образования был крайне быстрым, хотя само образование он получил достаточно поздно. Когда Басову исполнилось 19, началась Великая Отечественная война. В армии будущий разработчик первого лазера прошел подготовку как ассистент врача в Куйбышевской медицинской академии. Только по окончании войны Николай Басов поступил в МИФИ и уже с третьего курса начал работать лаборантом в ФИАН.
— Николай Геннадьевич поступил в МИФИ случайно, — рассказала «Известиям» профессор НИЯУ МИФИ, заведующая лабораторией радиационной биофизики и биомедицинских лабораторий ФИАН РАН Ирина Завестовская. — Он приехал в 1946 году с фронта, в конце сентября, зачисление на физический факультет МГУ уже закончилось. Он ехал в трамвае и увидел объявление, что Московский механический институт, как тогда назывался НИЯУ МИФИ, сообщает о дополнительном наборе фронтовиков — зимний набор.
В 1964 году Николаю Басову, его научному руководителю Александру Прохорову и американскому физику Чарльзу Хард Таунсу дали Нобелевскую премию за принцип работы квантового генератора (мазера или лазера — сокращенно от Мicrowave Аmplification by Stimulated Emission of Radiation и Light Аmplification by Stimulated Emission of Radiation).
Лазер — это устройство, усиливающее свет путем вынужденного излучения. Возможность создания этого прибора была сначала предсказана в теории, а лишь много лет спустя удалось построить первый образец. Вынужденное излучение было объяснено с точки зрения квантовой теории Альбертом Эйнштейном, а первое воплощение этого принципа в железе началось в 1950-х годах независимо различными группами ученых, наиболее известными из которых стали Чарльз Таунс, Александр Прохоров и Николай Басов.
Однако само открытие первого лазера как прибора приписывают американскому инженеру и физику Теодору Мейману. Хотя теоретические основы его создания заложили Басов, Прохоров и Таунс. При этом наши ученые шли собственным путем, рассказал «Известиям» начальник отдела молекулярной физики Института общей физики РАН им. А.М. Прохорова, профессор института физических исследований и технологий РУДН Евгений Степанов.
— Они занимались молекулярной спектроскопией и знали уравнения Эйнштейна. Прохоров вспоминал, что ему идея открытого резонатора пришла во время лыжной прогулки. Его осенило, и он палочкой нарисовал схему на снегу. А поскольку Басов был его аспирантом и ближайшим коллегой, то всё это они обсуждали. И отлично друг друга дополняли, — рассказал он.
В Америке же, по словам эксперта, было всё по-другому. Теодор Мейман первым запатентовал изобретение, а Таунс написал первые статьи. Поэтому возник конфликт. Когда речь зашла о коллективе, который будет награжден за получение лазера, Таунс сделал всё возможное, чтобы его коллегами стали русские ученые, потому что он хотел, чтобы в США остался только один изобретатель. Однако слава изобретателя прибора досталась Мейману, хотя опрошенные «Известиями» ученые подчеркивают, что опирался он именно на идеи наших специалистов.
Колыбель всех лазеров
Незадолго до нобелевского триумфа еще совсем молодого 36-летнего исследователя Николая Басова назначили заместителем директора ФИАН, а с 1973 по 1989 год он был директором этого института. Здесь он организовал Лабораторию квантовой радиофизики. Со временем она превратилась в отделение, которому присвоили имя нобелевского лауреата, подчеркнул руководитель этого самого отделения квантовой радиофизики им. Н.Г. Басова ФИАН РАН Андрей Ионин.
— В него входят 15 лабораторий, где проводят самые разные исследования, в частности, посвященные термоядерному синтезу. Буквально на днях появилась новость о том, что американцы с помощью данной технологии получили энергию больше, чем затратили на ее получение. Интересно, что это получилось к столетию Николая Басова — своеобразный подарок, — рассказал он.
Басов и его коллеги изобрели большое семейство лазеров. Как рассказали «Известиям» эксперты, речь идет фактически о всех приборах, будь то медицинские установки или механизмы, применяемые в военных целях. Более того, лазерные технологии, которые сейчас используют в телекоммуникациях, стали возможны благодаря открытиям, совершенным в 1954 году Николаем Басовым и его руководителем, добавил старший научный сотрудник лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ Глеб Федоров.
— Все виды лазеров появились благодаря ему. Это было самое начало. Например, оптоволоконные линии связи межу континентами для передачи данных на уровне провайдеров интернета передают лазерные пучки. Также у Басова были исследования в области астрофизики про излучение галактик, — отметил эксперт.
В этом году на всех крупных мировых конференциях в области фотоники обязательно есть доклады, посвященные 100-летнему юбилею Николая Басова и его вкладу в становление этой области науки, подчеркнул начальник управления образовательных программ и подготовки кадров Центра компетенций НТИ «Фотоника» Пермского государственного национального исследовательского университета Виктор Криштоп.
— Военные делали ставки на создание лазерного оружия, которое сегодня существует и даже способно сбивать небольшие дроны и самолеты на расстоянии в несколько километров. Однако медики нашли гораздо больше областей применения лазера. Самая известная, наверное, — лазерная коррекция зрения, в числе других найдем хирургию и косметические операции, — рассказал он.
Притом что открытия Николая Басова действительно перевернули мир технологий, коллеги всегда отмечали его скромность и жизнелюбие.
— Он был самым обычным человеком, но видно было, что культурный и образованный, он обладал многими свойствами, которые отличали его от других, прежде всего, конечно, отношение к науке. А по другим вопросам он был как и все обычные люди. Очень любил фотографии делать до того, как наукой занялся, — вспоминал заведующей лабораторией полупроводниковых лазеров ФИАН Юрий Попов (из документальных материалов РЕН ТВ).
Николай Басов умер 1 июля 2001 года в возрасте 78 лет. Сегодня лазеры используют в самых разных сферах, улучшая жизнь человека и делая работу и отдых приятнее и проще: в дальномерах, считывателях штрих-кодов, системах иллюминации и проверки подлинности шедевров искусства. Однако всё это было бы невозможно без открытий физика Басова, подчеркнули опрошенные «Известиями» ученые.