Откуда идея. Теоретически вынужденное (стимулированное) излучение описал ещё Эйнштейн в 1917 году: если фотон определённой энергии попадает на возбуждённый атом, атом тоже испускает фотон — точно с той же длиной волны и в том же направлении. Два становятся одним, потом двух становится четыре — цепная реакция. Но от теории до работающего прибора прошло почти сорок лет.
Басов и Прохоров. В начале 1950-х в Физическом институте имени Лебедева (ФИАН) в Москве молодой Николай Басов и его научный руководитель Александр Прохоров работали над тем, как реализовать стимулированное излучение в реальном устройстве. Задача: взять вещество, накачать его энергией так, чтобы атомы оказались в возбуждённом состоянии — и затем «запустить» цепную реакцию одновременного излучения. Для первого прибора выбрали молекулы аммиака и микроволновый диапазон.
Первый мазер — 1954. Мазер (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation — усиление микроволн стимулированным излучением) — это прибор, работающий в радиодиапазоне. В 1954 году Басов и Прохоров создали первый действующий аммиачный мазер. Параллельно, независимо и почти одновременно, мазер создавал американец Чарльз Таунс со своей командой. Историки науки по сей день обсуждают, кто именно был «первее» на несколько месяцев. Нобелевский комитет решил: открытие сделано одновременно, премия — совместная.
От мазера к лазеру. Следующий шаг — перенести принцип из радиодиапазона в видимый свет. Слово «лазер» (LASER — Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) — тот же принцип, но фотоны, а не микроволны. Теоретические основы перехода разрабатывали Басов и Прохоров; в 1960 году американец Теодор Мейман создал первый действующий оптический лазер на рубиновом кристалле. Советские физики независимо разработали полупроводниковые лазеры — направление, которое стало основой компакт-дисков, оптоволокна и лазерных принтеров.
Нобелевская премия 1964 года. Нобелевский комитет присудил премию по физике Николаю Басову, Александру Прохорову и Чарльзу Таунсу — «за фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию осцилляторов и усилителей на основе принципа мазера–лазера». Для советской физики это был один из самых весомых сигналов признания.
Что из этого вышло. Лазер сегодня — это и скальпель хирурга (лазерная коррекция зрения), и инструмент строителя (нивелир), и элемент каждого компакт-диска и стримингового сервиса (чтение данных), и основа интернета (передача данных через оптоволокно), и промышленный резак (режет металл до 20 мм толщиной). Без мазера–лазера не было бы GPS — атомные часы спутников работают на мазерном принципе. Не было бы МРТ в нынешнем виде. Не было бы точечной хирургии.
Николай Басов. 14 декабря 1922 года — 1 июля 2001 года. Родился в г. Усмань Воронежской области. Воевал в Великой Отечественной. Окончил МИФИ. Работал в ФИАН всю жизнь, стал его директором. Автор более 300 научных работ. Занимался также лазерным управляемым термоядерным синтезом.
Александр Прохоров. 11 июля 1916 — 8 января 2002. Родился в Австралии (куда эмигрировали родители), вернулся в СССР. Воевал, был ранен. Доктор физико-математических наук. Нобелевская лауреат. Работал в ФИАН, стал академиком.