Ирина Радунская - Безумные идеи
Использовав энергию, излучаемую новыми источниками, можно получить очень высокую температуру. И делается это почти так же, как выжигаются узоры на дереве с помощью увеличительного стекла в солнечный день. Простая линза с фокусным расстоянием в 1 сантиметр может свести свет лазера в точку диаметром в сотую часть сантиметра. При этом достигается плотность энергии в 100 тысяч киловатт на квадратный сантиметр. Это в тысячи раз больше, чем можно получить, фокусируя линзами или зеркалами свет Солнца.
Не подозревая о том, что он говорит о лазере, Алексей Толстой в своем фантастическом романе «Гиперболоид инженера Гарина» писал:
«Первый удар луча гиперболоида пришелся по заводской трубе – она заколебалась, надломилась посередине и упала... Был виден весь завод, раскинувшийся на много километров. Половина зданий его пылала, как карточные домики. Луч бешено плясал среди этого разрушения...»
Наверное, эта картина воодушевляет некоторых американских милитаристов, которые предлагают разить «рубиновой молнией» космонавтов. Недавно один американский журнал, рекламируя деловую ценность лазеров для бизнеса, рассказывал о том, что предпринимается военными кругами, чтобы превратить лазер в орудие смерти. Вот выдержка из этого журнала.
Лучи смерти
В сверхсекретных лабораториях во всех концах Соединенных Штатов делаются гигантские усилия для того, чтобы превратить лазер в новый вид научно-фантастического оружия.
Свет, испускаемый лазером, теоретически может быть сделан достаточно вредным для того, чтобы его использовать в качестве смертоносных лучей, или достаточно мощным, чтобы служить совершенно новым средством уничтожения ракетных боеголовок в космосе.
Плотный занавес секретности окружает эти усилия. В нынешнем году миллионы долларов расходуются на создание лазерного оружия. Точные цифры засекречены.
Тем не менее, сейчас уже известно следующее: в прошлом году ученые добились больших успехов «в усилении» лазеров, которые сейчас могут испускать лучи огромной энергии короткими импульсами.
Увеличение мощности лучей представляет собой одну из ключевых проблем в создании эффективного лучевого оружия. Вкратце расскажем об основных направлениях в создании светового оружия.
Противоракетные лучи. Разрушительные лучи, направленные со скоростью света с Земли (или со спутника), будут обследовать небо. Они должны быть способны уничтожать во время полета ракеты с боеголовками или сбивать с курса самолеты.
Лучевые пушки. В качестве оружия для наземных сил портативная лучевая пушка может использоваться как средство, способное парализовать или ослепить противника. Один ученый получил серьезные повреждения глаз из-за того, что нечаянно попал под луч лазера на расстоянии мили от источника света. Сейчас изучается вопрос о том, могут ли лучи более мощного лазера разрушать тело человека.
Лучи с орбиты. Если вредные лучи направить с помощью лазера со спутника на Землю, то можно поразить целые области. Сейчас планируются исследования с целью изучить влияние на человека рентгеновых лучей и гамма лучей, концентрированно направляемых с высоты многих миль.
Лучи для борьбы с искусственными спутниками. Вращающиеся по орбите спутники считаются легкой добычей для разрушительных лучей, которые могут сбить их с курса и вывести из строя.
В Америке работа над лазерами идет, можно сказать, в трех направлениях. Есть ученые, которым дороги лишь научные результаты прогресса квантовой электроники. Других воодушевляет мысль получить сверхмощное оружие. А третьих, и таких немало, заботит денежная сторона дела.
Один эксперт из их числа сказал озабоченно: «Все эти идеи фантастичны. Многие окажутся неосуществимыми, но если вы осуществите хотя бы одну из них, то получите крупный куш».
Все эти тенденции проявились даже при толковании слова «мазер» (maser). Когда-то это название сложилось из первых букв длинной фразы, передающей сущность новых приборов (Microwase Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Теперь это слово получило в американских научных кругах несколько вольных интерпретаций. Вот некоторые из них: «Военные применения кажутся крайне отдаленными» (Military Application Seem Extremely Remote); «больше ученых-прикладников едят регулярно» (More Applied Scientists Eat Regularly); «способ выколачивания денег для дорогих исследований» (Money Acquirion Scheme for Expensive Research); «средство получения поддержки для дорогих исследований» (Means of Acquisition Support for Expensive Research)».
Выигрывают все
В нашей стране новые источники света будут применяться очень широко. И не только для поддержания спутников на орбите.
Сконцентрировав пучок света лазера в точку диаметром в доли микрона, можно получить колоссальное давление световых волн в сотни тысяч атмосфер. И уже сегодня такой пучок за миллионную долю секунды пробивает отверстие в стальной пластине толщиной в несколько миллиметров. Это превосходный инструмент для точной, почти ювелирной обработки металлов. Световая игла, раскаленная до чудовищной температуры и развивающая миллионное давление, – да ведь это пока единственный возможный инструмент для обработки жаростойких материалов.
Ученые не могут даже предвидеть все открывающиеся возможности применения такого инструмента. Достаточно сказать, что два пересекающихся пучка света такой плотности непременно начнут взаимодействовать между собой. Но как? На это ответить пока нельзя. Это явление, результаты которого полностью не изучены даже теоретически.
Особенно перспективно применение источников и усилителей видимого света для сверхдальних космических связей, где основное – это получение узких пучков. Только таким путем можно будет поддерживать связь на тех расстояниях, где радиоволны уже непригодны.
Для связи в земных условиях видимый свет не подходит, так как сильно поглощается атмосферой, особенно при неблагоприятной погоде. Здесь будут применяться инфракрасные волны, часть которых хорошо проникает через туман и дождь. Линии связи, работающие на инфракрасных волнах, могут одновременно передавать до 100 тысяч телевизионных программ или многие миллионы телефонных разговоров.
Усилители света и инфракрасных волн нужны и астрономам. Для того чтобы обнаружить чрезвычайно далекие, невидимые глазу звезды и туманности, астрономы должны часами фотографировать небо через огромные телескопы. Дальнейшее увеличение размеров телескопов и чувствительности фотопластинок наталкивается на такие трудности, что на этом пути нельзя рассчитывать на быстрый прогресс. Новые усилители позволят изучать еще более удаленные миры при помощи меньших телескопов и с гораздо меньшими экспозициями. Взгляд человека проникает все дальше в недра вселенной. И еще глубже в недра вещества, так как уже созданы инфракрасные микроскопы, дающие возможность заглянуть внутрь многих тел, непрозрачных для обычного света.
Лазеры смогут ощупать дно морей и океанов, смогут осуществить связь под водой (ведь радиоволны не распространяются в воде).
Генераторы света открывают широкую дорогу прогрессу во многих областях техники и промышленности. Например, они намечают заманчивые пути управления химическими реакциями. При помощи достаточно мощных пучков электромагнитных волн подходящей частоты можно возбуждать сильные колебания определенных молекул, не воздействуя при этом на другие. Так как возбуждение увеличивает химическую активность, то молекулы, получившие дополнительную энергию от световых волн, могут вступать в реакции, не идущие при обычных условиях. Таким путем можно в сложных многокомпонентных смесях вызывать желательные реакции, и управлять их течением, и в результате получать новые химические соединения.
Рождение лазеров дало толчок многим идеям. Уже разрабатываются проекты применения сверхинтенсивных пучков света для стимулирования термоядерных реакций, для ускорения элементарных частиц до сверхвысоких энергий. Энергий, не достижимых при помощи современных крупнейших ускорителей. Есть и другие замечательные проекты. Но осуществление их – пока дело будущего. Ученым предстоит преодолеть еще много преград для реализации этих возможностей.
Над созданием и применением квантовых приборов работают тысячи ученых в сотнях лабораторий. Главную роль в этих работах сыграли Басов, Прохоров и Таунс. Их деятельность достойно оценила Шведская академия наук, присудив им Нобелевскую премию 1964 года.
Как дальше пойдет научная эстафета? Кто будет первым? В этом соревновании не будет побежденных. Гарин был не прав – выиграют все!