Мазер Басова и Прохорова: генерация микроволн с помощью молекул
В 1954 году Николай Басов и Александр Прохоров опубликовали описание принципа молекулярного квантового генератора. Их исследования в ФИАНе привели к созданию аммиачного мазера — прибора, который получает микроволновое излучение за счёт переходов молекул между энергетическими состояниями.
Как это было
В лаборатории колебаний ФИАН изучали взаимодействие вещества с радиоволнами. Басов и Прохоров искали способ превратить свойства молекул в источник излучения с устойчивой частотой. Ключевым вопросом было создание условий, при которых молекулы не только поглощают энергию, но и согласованно отдают её электромагнитной волне.
В статье 1954 года учёные изложили условия возникновения генерации в молекулярном устройстве. Исследования опирались на радиоспектроскопию, молекулярные пучки и работу резонаторов. Практические эксперименты и доводка аммиачных установок продолжались в середине 1950-х годов.
Параллельно над мазером работала группа Чарльза Таунса в США. Американские исследователи сообщили о действующем аммиачном генераторе в 1954 году; советская и американская работы развивались независимо.
Как это работало
Молекулы могут находиться на разных энергетических уровнях. Если подготовить пучок так, чтобы молекул на более высоком уровне было достаточно много, проходящее излучение может вызвать согласованный переход с выделением дополнительных электромагнитных волн. Этот процесс называется вынужденным излучением.
В аммиачном мазере подходящие молекулы попадали в резонатор, где микроволны многократно взаимодействовали с ними. За счёт этого возникало излучение с определённой частотой. В отличие от обычного радиогенератора, здесь использовали квантовые переходы самого вещества.
Что было дальше
Работы с мазерами открыли путь к квантовым усилителям и более точным методам измерения частоты. Следующим направлением стала генерация излучения в оптическом диапазоне — создание лазеров. В 1955 году Басов и Прохоров предложили трёхуровневую схему получения необходимого распределения частиц по энергетическим уровням.
В 1964 году Басов, Прохоров и Таунс разделили Нобелевскую премию по физике за фундаментальные исследования в области квантовой электроники.
В те же годы
Ил-2: штурмовик с бронекорпусом
2 октября 1939 года впервые поднялся в воздух опытный штурмовик ЦКБ-55, созданный в конструкторском бюро Сергея Ильюшина. Из этого проекта вырос Ил-2 — самолёт для ударов по наземным целям с малых высот.
1939авиацияОт «сотки» к Пе-2: бомбардировщик Петлякова
22 декабря 1939 года состоялся первый полёт двухмоторного самолёта ВИ-100, разработанного коллективом Владимира Петлякова. Изначально это был высотный истребитель; в 1940 году его проект переработали в пикирующий бомбардировщик Пе-2.
1939оружие и военная техникаКВ-1: тяжёлый танк с одной башней
В 1939 году на ленинградском Кировском заводе построили опытный тяжёлый танк КВ под руководством Жозефа Котина. Машина получила одну башню, усиленную броневую защиту и была принята на вооружение в декабре того же года.
1940авиацияЯк-1: от опытного И-26 к фронтовому истребителю
В январе 1940 года в воздух поднялся И-26 — опытный истребитель конструкторского бюро Александра Яковлева. После доводки и начала серийного производства самолёт получил обозначение Як-1.
1940оружие и военная техникаППШ-41: оружие, рассчитанное на массовый выпуск
В 1940 году Георгий Шпагин разработал пистолет-пулемёт, который получил обозначение ППШ-41. Его приняли на вооружение Красной армии 21 декабря того же года, хотя в названии указан образец 1941 года.
1940энергетикаСпонтанное деление урана: распад без внешнего облучения
В 1940 году физики Георгий Флёров и Константин Петржак обнаружили, что ядра урана могут делиться самопроизвольно, без воздействия внешнего потока нейтронов. Это расширило представления о радиоактивности тяжёлых элементов.