Цивилизация
28 января, не дожив ровно полгода до столетнего возраста, по дороге в больницу скончался нобелевский лауреат Чарльз Хард Таунс. Умер человек, разработавший принципы, на которых основано действие всех сегодняшних лазеров и мазеров — устройств, изобретение которых можно назвать одним из важнейших технических достижений XX века.
Чарльз Хард Таунс родился в Гринвилле (штат Южная Каролина). Он был четвертым из шести детей Генри Кейта Таунса, адвоката, и Эллен Самтер (в девичестве Хард) Таунс. Проявив блестящие способности к точным наукам, он в 16 лет поступил в Фурманский университет, окончил его «с двойным отличием» и начал свою карьеру физика в Калифорнийском технологическом институте, где в 1939 году защитил докторскую диссертацию. Последовавшая за этим работа в лабораториях телефонной компании Bell была посвящена в основном разработкам новых радаров и фактически заложила основу его будущего увлечения когерентными источниками излучения.
Сегодня граничащая с гениальной простота устройства лазеров заставляет многих удивляться тому, что они не были изобретены раньше. Теоретические основы к тому времени были уже открыты благодаря трудам Альберта Эйнштейна и Вольфганга Паули.
Известна была даже система, внутри которой рождается луч строго определенной частоты — это известный со школы резонатор Фабри – Перро, придуманный совсем для других целей. Больше того, существовала насущная потребность в таких источниках излучения, в первую очередь для новых радаров, которые могли бы работать на частотах волн, превышающих черту в 300 тыс. мегагерц, который тогда многие физики считали физическим пределом, поставленным самой природой.
В конце 1953 года Таунс, работая со своими студентами в Колумбийском университете, бомбардируя фотонами молекулы аммиака, сумел продемонстрировать работу своего первого когерентного излучателя, названного мазером (аббревиатура от Microwave Amplification by the Stimulated Emission of Radiation).
А в начале 1955-го, приехав на конференцию в Кембридж, познакомился с Александром Прохоровым, который вместе с Николаем Басовым теоретически разработал тот же прибор, который тоже работал на молекулах аммиака.
Им не верили. В своих воспоминаниях Таунс пишет о коллеге, который считал его чуть ли не шарлатаном и даже прекратил с ним общаться. Но все радикальным образом поменялось с того самого момента, как в журнале Physical Review Letters появилась его статья о первом мазере и описывалась вся физика его работы. Статьи о мазерах посыпались в «ФизРевЛеттерс» таким потоком, что редакция вынуждена была объявить вето на публикацию текстов, где хотя бы упоминалось это слово.
Как известно, Нобелевскую премию 1964 года, присужденную за «фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию излучателей и усилителей на лазерно-мазерном принципе», Таунс разделил с Николаем Басовым и Александром Прохоровым, которые независимо от него и почти одновременно с ним пришли к тем же выводам.
Меньше известен тот факт, что вокруг этой премии развернулась настоящая борьба: один за другим стали возникать имена людей, которые были достойны этой награды не менее, чем «лазерная тройка» Таунс – Прохоров – Басов.
Имен называлось много, из них выделим двоих — постдока Артура Шавлова, который работал вместе с Таунсом и, по его же признанию, «сыграл в этой истории одну из главных ролей», а также выдающегося советского физика Валентина Фабриканта, который в 1940 году предложил схему будущего лазера и даже получил за него авторское свидетельство, которое, впрочем, на Западе никогда не имело юридической силы.
Но это уже старая и не такая интересная история. Сколько бы людей ни было в списке претендентов на лазерный приоритет, навсегда останется эта тройка: академик Николай Басов, ушедший в 2001 году, академик Александр Прохоров, скончавшийся годом позже, и «последний из лазерных могикан» Чарльз Таунс, с которым мир попрощался сегодня, 28 января 2015 года.