Проклятые вопросы

Совершенно сенсационными оказались опыты лазерщиков. Они обнаружили, что лазеры обладают безошибочной избирательностью по отношению к изотопам. В смеси изотопов они легко опознают атомы каждого из них.

Я спрашиваю Карлова: в чем секрет такой «наблюдательности» лазеров? Каким «методом» они пользуются?

Карлов рассказывает, что никакой неожиданности в этой ситуации вообще-то нет. Для физиков не секрет, что на атомы каждого вещества можно воздействовать квантом света определенной длины волны. И на изотоп в том числе. Просто ни один источник света, кроме лазера, не может излучать только одну постоянную длину световой волны. А лазер может. Лазер способен генерировать очень чистую световую «ноту». Вопрос в том, чтобы подобрать излучение лазера, способное вступить в резонанс с атомами изотопа.

— Мы используем для разделения изотопов европия два лазера, — уточняет Карлов. — Один настроен так, что его луч возбуждает только европий-151 и не действует на евроний-153. Другой — наоборот.

Квантами света физики разделяют изотопы, словно овец в стаде! «Черных» — в одну сторону, «белых» — в другую!

— Остроумно! Но можно ли сказать, что это дешево? — спрашиваю Карлова.

— Лазерные методы, — говорит он, — могут конкурировать с прежними по количеству получаемого продукта при несравненно меньших размерах установок, затратах энергии, причем с лучшим использованием сырья. Что же касается элементов, которые сейчас во всех странах добываются граммами (например, изотопы осмия, калия, иридия, иттербия), то в этой области лазерный метод будет, несомненно, вне конкуренции. Думаю, что затраты на выборочное получение изотопов подавляющего большинства элементов Периодической таблицы Менделеева с помощью лазеров будут в сотни раз меньше по сравнению с традиционными способами…

Карлов с большим волнением говорит о чудесах, которые оказались по плечу лазерам. Но я, слушая его, испытывала волнение от другой мысли: разве не чудо то, что оказалось по плечу современному физику, ему самому, Николаю Васильевичу, и его коллегам? То, что составляет будни их сегодняшней работы, вчера считалось темой фантастических романов.

Что еще сказать о Карлове? Его приходится причислять к «старикам» Лаборатории колебаний. Он один из тех сотрудников Прохорова, которые начинали вместе с ним с нуля, еще в домазерную эпоху. Как ветеран лаборатории, Карлов несет солидную нагрузку. Он во время нашей беседы был заведующим сектором, его неоднократно избирали секретарем партбюро Лаборатории колебаний. Он был народным депутатом, заседал в Верховном Совете СССР. Впрочем, мне придется еще не раз говорить о «старых» сотрудниках, о всех тех, кто начинал свою работу у Прохорова еще студентом и вырос вместе с лабораторией. И это отнюдь не из-за возраста. Все они — кандидаты и доктора наук, наставники молодежи, приходящей сегодня к ним.

В Физико-техническом учебном институте, в знаменитом Физтехе, что в Долгопрудном существует полезная традиция. Преподаватели рассказывают выпускникам о своих лабораториях, и это помогает им выбрать место работы. То же было и в год выпуска Вадима Федорова. Один из сотрудников акустической лаборатории (Физического института АН СССР) так вдохновенно рассказывал об акустике, что перед удивленным деканом легли сплошь заявления с просьбой направить их авторов в эту лабораторию. Только Федоров просился к Прохорову. Так он и работал здесь с 1968 года в паре с Федором Васильевичем Бункиным, главой теоретического сектора, первым из прохоровских сотрудников, в 1976 году избранным членом-корреспондентом АН СССР. Ф. В. Бункин кончил МГУ и был аспирантом у профессора С. М. Рытова, одного из ведущих советских физиков-теоретиков, учителя Прохорова. Бункин решил немало сложных проблем в новой науке, рожденной лазерами и мазерами, — квантовой электронике. Работа его сектора переплетается практически с тематикой всех других секторов лаборатории.

Бункина-теоретика и Федорова-экспериментатора объединял интерес к проблеме взаимодействия лазерного излучения с веществом. С одной из сторон этой задачи я познакомилась, когда Федоров демонстрировал работу мощного лазера. Звук выстрела — и в металлической мишени появляется порядочная дырка, и все затихает. Будто ничего не произошло. Приблизительно так я все себе и представляла, но заранее была подготовлена к тому, что луча этого лазера не увижу, так как он лежит в невидимой для человеческого глаза области — инфракрасной. И все же через синие очки я была ослеплена мгновенной молнией, шнуром связавшей лазер и мишень! Что это?!

— Это не лазерный луч, а ответ мишени на световую пулю, — объяснил мне Федоров. — Ведь на металл обрушивается световой импульс мощностью в несколько мегаватт на квадратный сантиметр — шквал, мощность целой электростанции! Металл вскипает, испаряется, и навстречу лазеру устремляются раскаленные до тысяч градусов пары. Явление, никогда ранее не наблюдаемое оптиками…

Казалось бы, побочное явление, стоит ли обращать на него внимание?

Но такова специфика научной работы — в ней не бывает, не должно быть ничего необъясненного, случайного. Это на заводе лазер — послушный работник. Здесь он — необъезженный конь. Но из лаборатории на завод он придет прирученным, покорным. Неожиданности достаются физикам.

Видимая молния оказалась не простым и не случайным явлением. И далеко не тем, чем можно пренебречь. Это защитная реакция мишени. Она затрудняет работу лазера. Разряд как бы экранирует мишень от попадания в нее следующей лазерной пули, бережет себя от нее. Это похоже на реактивную силу двигателя, на хвост стартующей ракеты. Профессор Бункин говорит:

— Это лишь часть общефизической проблемы взаимодействия лазерного луча с веществом. Прежняя физика этих забот не знала. Никогда еще человек не имел дело с такими интенсивными потоками света. В этой области все новость, все открытие. Лазерный луч, ударяясь в мишень, перерождает металл, превращает его в совершенно другое вещество — диэлектрик. Как, почему это происходит? Какими методами исследовать новое вещество в момент катастрофы, как изучить процессы между мишенью и лазером?

Задача теоретиков — построить модель явления, задача экспериментаторов — диагностировать процесс. Они фотографируют, изучают спектры, измеряют температуру. И им приходится не легко: для регистрации таких высокотемпературных быстротечных процессов нет готовой аппаратуры. Ее надо создавать самим. Ждать помощи некогда — лазер нужен производству. Трудно даже сказать, кому лазер нужен больше — производству или науке…

Как рассказывал мне Прохоров, глава этого, теперь уже самостоятельного, института исследования по взаимодействию мощного лазерного излучения с веществом дают столько неожиданных эффектов, порождают столько надежд на новые практические применения лазеров, что трудно сказать, какие стороны этого явления надо изучать прежде всего и какие использовать. Конечно, важно решить технологические задачи обработки материалов, особенно сверхтвердых. Но невероятно любопытно изучить процессы в нагретых лазерным лучом жидкостях и жидких металлах. Нельзя не увлечься и перспективой, которую сулит образование плазмы лазерным излучением при пробое воздуха вблизи поверхности твердой мишени — ведь возникающие при этом импульсы давления на мишень могут быть использованы для создания лазерных реактивных двигателей!

Слушая Прохорова, я все время ощущала, как в нем переплетается трезвость исследователя с озорством безудержного мечтателя. Он говорит о том, что сейчас происходит в его институте, а думает о том, чего в нем еще нет, но что обязательно будет!

Переходим в следующий сектор. Здесь нас ожидает особенный лазер. Вы, наверно, думаете очень мощный? Да, мощный. Но главная его особенность в другом. Он, если можно так выразиться о приборе, голубых, благородных кровей. Излучает одну волну, рождает «звук» на одной «ноте».

Этот лазер — плод исключительного инженерного искусства и физического чутья доктора технических наук Александра Ивановича Барчукова, человека необычной судьбы, неожиданно и трагически ушедшего из жизни в разгар творческой деятельности. До ФИАНа был фронт, служба в полку «Нормандия — Неман», потом — только ФИАН, только служение одной, раз и навсегда выбранной цели. В Барчукове, давнем сотруднике Прохорова, сочетался недюжинный талант инженера-изобретателя и тонкого экспериментатора-физика. Чтобы сделать лазер мощным, надежным, мало указаний теории. Тут есть четкие границы движения вперед. А изобретательским ухищрениям практически нет предела. Всегда можно придумать такие ходы, которые улучшат характеристики прибора.