После завершения работы над излучением Черенкова Т. вернулся к
исследованиям ядерных сил и элементарных частиц. Он предложил приближенный
квантово-механический метод для описания взаимодействия элементарных
частиц, скорости которых близки к скорости света. Развитый далее русским
химиком П.Д. Данковым и известный как метод Тамма – Данкова, он широко
используется в теоретических исследованиях взаимодействия типа нуклон –
нуклон и нуклон – мезон. Т. также разработал каскадную теорию потоков
космических лучей. В 1950 г. Т. и Андрей Сахаров предложили метод удержания
газового разряда с помощью мощных магнитных полей – принцип, который до сих
пор лежит у советских физиков в основе желаемого достижения контролируемой
термоядерной реакции (ядерного синтеза). В 50-е и 60-е гг. Т. продолжал
разрабатывать новые теории в области элементарных частиц и пытался
преодолеть некоторое фундаментальные трудности существующих теорий.
За свою долгую деятельность Т. сумел превратить физическую лабораторию
Московского государственного университета в важный исследовательский центр
и ввел квантовую механику и теорию относительности в учебные планы по
физике на всей территории Советского Союза. Кроме того, признанный физик-
теоретик принимал деятельное участие в политической жизни страны. Он твердо
выступал против попыток правительства диктовать свою политику Академии наук
СССР и против бюрократического контроля над академическими исследованиями,
следствием которого являлось, как правило, разбазаривание ресурсов и
человеческой энергии. Несмотря на откровенные критические высказывания и на
то, что он не был членом КПСС, Т. в 1958 г. был включен в советскую
делегацию на Женевскую конференцию по вопросам запрещения испытаний
ядерного оружия. Он был активным членом Пагуошского движения ученых.
Высоко ценимый коллегами за теплоту и человечность, Т. характеризовался
газетой «Вашингтон пост» после интервью, данного им американскому
телевидению в 1963 г., не как «владеющий словом пропагандист или умеющий
постоять за себя дипломат, не как самодовольный мещанин, но как
высококультурный ученый, заслуги которого позволяют ему иметь широту
взглядов и свободу их выражения, недоступные для многих его
соотечественников». В этом интервью Т. охарактеризовал взаимное недоверие
между Соединенными Штатами и Советским Союзом как главное препятствие к
подлинному сокращению вооружений и настаивал на «решительном изменении
политического мышления, которое должно исходить из того, что недопустима
никакая война».
Т. женился на Наталии Шуйской в 1917 г. У них сын и дочь. Он умер в
Москве 12 апреля 1971 г.
В 1953 г. Т. был избран действительным членом Академии наук СССР. Он
являлся также членом Польской академии наук. Американской академии наук и
искусств и Шведского физического общества. Он был награжден двумя орденами
Ленина и орденом Трудового Красного Знамени и был Героем Социалистического
Труда. В 1929 г. Т. написал популярный учебник «Основы теории
электричества», который многократно переиздавался.
2.2. БАСОВ, Николай
14 декабря 1922 г. – 1 июля 2001 г.
Нобелевская премия по физике, 1964 г.совместно с Александром Прохоровым и
Чарлзом Х. Таунсом
Русский физик Николай Геннадиевич Басов родился в деревне (ныне городе)
Усмань, вблизи Воронежа, в семье Геннадия Федоровича Басова и Зинаиды
Андреевны Молчановой. Его отец, профессор Воронежского лесного института,
специализировался на влиянии лесопосадок на подземные воды и поверхностный
дренаж. Окончив школу в 1941 г., молодой Б. пошел служить в Советскую
Армию. Во время второй мировой войны он прошел подготовку на ассистента
врача в Куйбышевской военно-медицинской академии и был прикомандирован к
Украинскому фронту.
После демобилизации в декабре 1945 г. Б. изучал теоретическую и
экспериментальную физику в Московском инженерно-физическом институте. В
1948 г., за два года до окончания института, он стал работать лаборантом в
Физическом институте им. П.Н. Лебедева АН СССР в Москве. Получив диплом, он
продолжал обучение под руководством М.А. Леонтовича и Александра Прохорова,
защитив кандидатскую диссертацию (аналогичную магистерской диссертации) в
1953 г. Три года спустя он стал доктором физико-математических наук,
защитив диссертацию, посвященную теоретическим и экспериментальным
исследованиям молекулярного генератора, в котором в качестве активной среды
использовался аммиак.
Основной принцип, лежащий в основе молекулярного генератора (ныне
известного как мазер, по начальным буквам английского выражения,
означающего микроволновое усиление с помощью стимулированного излучения),
был впервые разъяснен Альбертом Эйнштейном в 1917 г. Исследуя
взаимодействие между электромагнитным излучением и группой молекул в
замкнутом пространстве, Эйнштейн вывел уравнение с тремя членами,
содержащее нечто неожиданное. Эти члены описывали поглощение и испускание
излучения молекулами. Специалисты по квантовой механике показали, что
электромагнитное излучение состоит из дискретных единиц энергии, называемых
фотонами, и что энергия каждого фотона пропорциональна частоте излучения.
Точно так же энергия атомов и молекул, связанная с конфигурацией и
движением их электронов, ограничена некоторыми дискретными значениями, или
энергетическими уровнями. Множество энергетических уровней индивидуально
для конкретного атома или молекулы. Фотоны, чья энергия равна разности двух
энергетических уровней, могут поглощаться, и тогда атом или молекула
переходят с более низкого на более высокий энергетический уровень.
Некоторое время спустя они спонтанно вновь возвращаются на более низкий
уровень (не обязательно на тот, с которого стартовали) и выделяют энергию,
равную разности между прежним и новым уровнями, в виде фотона излучения.
Первые два члена в уравнении Эйнштейна связаны с уже известными
процессами поглощения и спонтанного излучения. Третий член, открытый
Эйнштейном, был связан с неизвестным тогда типом излучения. Это был переход
с более высокого на более низкий энергетический уровень, вызванный просто
наличием излучения подходящей частоты, чьи фотоны обладали энергией, равной
разности между этими двумя уровнями. Поскольку данное излучение происходит
не спонтанно, а провоцируется специальными обстоятельствами, оно было
названо стимулированным (индуцированным) излучением. Хотя это было
интересное явление, его польза была вовсе не очевидной. Физический закон,
сформулированный австрийским физиком Людвигом Больцманом, показывал, что в
состоянии равновесия более высокие энергетические уровни заняты меньшим
числом электронов, чем более низкие. Поэтому в индуцированном излучении
принимает участие относительно мало атомов.
Б. придумал способ, как использовать индуцированное излучение, чтобы
усилить поступающее излучение и создать молекулярный генератор. Чтобы
добиться этого, ему пришлось получить состояние вещества с инверсной
заселенностью энергетических уровней, увеличив число возбужденных молекул
относительно числа молекул, находящихся в основном состоянии. Этого удалось
добиться с помощью выделения возбужденных молекул, используя для этой цели
неоднородные электрические и магнитные поля. Если после этого облучить
вещество излучением нужной частоты, чьи фотоны обладают энергией, равной
разности между возбужденным и основным состояниями молекул, то возникает
индуцированное излучение той же частоты, усиливающее подающий сигнал. Затем
ему удалось создать генератор, направляя часть излучаемой энергии на то,
чтобы возбудить больше молекул и получить еще большую активизацию
излучения. Полученный прибор был не только усилителем, но и генератором
излучения с частотой, точно определяемой энергетическими уровнями молекулы.
На Всесоюзной конференции по радиоспектроскопии в мае 1952 г. Б. и
Прохоров предложили конструкцию молекулярного генератора, основанного на
инверсной заселенности, идею которого они, однако, не публиковали до
октября 1954 г. В следующем году Б. и Прохоров опубликовали заметку о
«трехуровневом методе». Согласно этой схеме, если атомы перевести из
основного состояния на наиболее высокий из трех энергетических уровней, на
промежуточном уровне окажется большее число молекул, чем на нижнем, и можно
получить индуцированное излучение с частотой, соответствующей разности
энергий между двумя более низкими уровнями.
Американский физик Чарлз Х. Таунс, работая независимо в том же
направлении в Колумбийском университете, создал работающий мазер (он с
коллегами и придумал этот термин) в 1953 г., как раз за десять месяцев до
того, как Б. и Прохоров опубликовали свою первую работу по молекулярным
генераторам. Таунс использовал резонансную полость, заполненную
возбужденными молекулами аммиака и достиг невероятного усиления микроволн с
частотой в 24000 мегагерц. В 1960 г. американский физик Теодор Меймен,
работая в компании «Хьюз эйркрафт», построил прибор, основанный на
трехуровневом принципе, для усиления и генерирования красного света.
Резонансная полость Меймена представляла собой длинный кристалл
синтетического рубина с зеркальными концами; возбуждающее излучение
получалось при вспышках окружающей рубин спиральной трубки, заполненной
ксеноном (аналогичной неоновой трубке). Прибор Меймена стал известен как
лазер – название, образованное от начальных букв английского выражения,
означающего световое усиление с помощью индуцированного излучения.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
