Взял молоток и разбил все приборы

11 Июля
Взял молоток и разбил все приборы
Лауреат Нобелевской премии, руководитель лаборатории колебаний физического института имени Лебедева АН СССР Александр Михайлович Прохоров работает с экспериментальной установкой для изучения квантовых генераторов
Фотография: visualrian.ru

Выдающийся российский физик Александр Прохоров родился в семье, как любили писать в советских биографиях, «профессиональных революционеров» 11 июля 1916 года в городе Атертон, в Австралии, куда эмигрировали его родители.

Его отец Михаил Иванович Прохоров в 1902 году вступил в РСДРП и с того времени вел активную подпольную работу на Украине, в Саратовской губернии, в Оренбурге, позже в Ташкенте. Первый раз был арестован в Оренбурге в 1906 году и освобожден до суда. В 1911-м он был выслан на вечное поселение в Енисейскую губернию.

Когда Михаила Ивановича сослали в Сибирь, его жена Мария Ивановна (они поженились в 1905 году) с помощью товарищей-подпольщиков достала для мужа паспорт на чужое имя и отправилась к нему в Енисейскую губернию. В 1912 году Михаил Иванович с женой бегут из ссылки на Дальний Восток, а оттуда — в Австралию, где они обосновались в русской колонии в штате Квинсленд.

Прохоровы неплохо обустроились, обзавелись хозяйством, детьми (помимо родившегося в 1916 году Саши в семье было трое дочерей — Клавдия, Валентина и Евгения). Однако в 1923 году семейство решило вернуться на родину, где произошла революция, за которую боролись старшие Прохоровы. Сначала они обосновались в Оренбурге, родном городе Марии Ивановны, но тамошний климат оказался слишком суровым для детей, выросших в Австралии. Поэтому семья переехала в Ташкент.

Впрочем, и там Прохоровы задержались ненадолго. В 1930 году семья уже в Ленинграде. После окончания семилетки Прохоров поступает на рабфак. С 1934 года он — студент физфака ЛГУ. В 1939 году выпускнику Прохорову пришлось делать выбор: его одновременно приглашают работать ассистентом на физфаке в Ленинграде и ехать в Москву, аспирантом в Физический институт Академии наук, знаменитый ФИАН. Прохоров выбрал Москву. Его ждала уже тогда любимая радиофизика и лаборатория колебаний, научное руководство которой осуществлял Леонид Исаакович Мандельштам.

Первыми занятиями Прохорова было изучение распространения радиоволн вдоль земной поверхности и измерение расстояний с их помощью. К 1941 году был готов точный дальномер на основе фазового радиоприемника.

Наступил июнь 1941-го. Прохоров вместе с другими аспирантами записывается в ополчение. Его отправляют на курсы разведчиков. С декабря он на фронте. В 1942 году — первое тяжелое ранение, в 1943-м — второе. Сначала пострадала рука, затем нога, которые чудом удалось сохранить, но в 1944 году его признали «негодным к строевой» и в феврале демобилизовали с медалью «За отвагу».

Прохоров вернулся в ФИАН к прежней области научных интересов, защитил кандидатскую (1946), переключился на радиоспектроскопию и физику ускорителей. Он плотно начинает работать с синхротронами. Предлагает новый режим генерации миллиметровых волн в синхротроне и устанавливает их когерентный характер. По результатам этой работы в 1951 году он защитил докторскую диссертацию.

Появились первые дипломники, и один из них, Николай Басов, стал соавтором Прохорова в главном открытии его жизни.

Потом в институте вспоминали шутку, ходившую в те годы, что физик убедил директора института «обменять синхротрон на Басова». Дело в том, что для своей лаборатории Прохоров сам сконструировал синхротрон. Коллеги на него заглядывались — синхротрон нужен был для множества исследований. И Александр Михайлович согласился отдать уникальную установку в обмен на еще одну штатную единицу в лаборатории для Басова. И позже Прохоров неоднократно подшучивал, что «Басов ему достался очень дорого».

Рассказывают, что вскоре после зашиты докторской диссертации Прохоров решил, что надо переключиться на новую тематику — спектроскопию газов, которая стала основой для их с Басовым достижений в квантовой электронике. И предложил своему коллективу месяц на раздумья: как кардинально перестроить работу. Но у одного была на выходе кандидатская, у другого — докторская, третий еще чем-то занимался. В общем, через месяц все принесли формальные отписки. Тогда Прохоров взял молоток и разбил все приборы в лаборатории. Был большой скандал, половина сотрудников уволилась, но оставшиеся начали заниматься совершенно новым для себя делом, хотя его перспективы были очень туманными. А через несколько лет именно эта работа была удостоена Нобелевской премии.

Тогда-то и была высказана идея, что, искусственно изменяя населенности уровней в молекулярном пучке, можно изменять интенсивность линии поглощения. В теоретических расчетах использовалось предсказанное Эйнштейном в 1916 году явление индуцированного излучения, позволяющее усиливать излучение возбужденных молекул. А раз есть усиление, значит, можно сделать и генератор.

В мае 1952 года на Всесоюзной конференции по спектроскопии Прохоров с Басовым впервые говорят о возможности устройства, которое будет испускать когерентное микроволновое излучение за счет вынужденного (индуцированного) излучения молекул. Именно это выступление стало доказательством того, что Прохорову и Басову принадлежит приоритет в этом исследовании. Первую публикацию на эту тему они опубликовали только в октябре 1954 года. А за десять месяцев до этого аналогичную работу публикует американец Чарлз Таунс, который и создал первое такое работающее устройство, получившее название мазер — сокращение от английских слов Мicrowave Аmplification by Stimulated Emission of Radiation (микроволновое усиление с помощью индуцированного стимулированного излучения).

Александр Михайлович Прохоров обсуждает с сотрудниками лаборатории результаты эксперимента
Александр Михайлович Прохоров обсуждает с сотрудниками лаборатории результаты эксперимента
Фотография: visualrian.ru

Интенсивно продолжая работы по молекулярным генераторам, Александр Михайлович начинает исследования по спектроскопии твердого тела методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), открытым в 1944 году Евгением Завойским. Работы по ЭПР в парамагнитных кристаллах, исследования процессов спин-решеточной релаксации привели в конце концов к созданию в 1955–1960 годах квантовых парамагнитных усилителей, или твердотельных мазеров.

В 1955 году Прохоров и Басов разработали принципиально новый метод создания сред с инверсной заселенностью, так называемый трехуровневый метод. В 1958-м Прохоров предложил новый тип резонатора для субмиллиметрового диапазона длин волн — открытый резонатор. Эти открытия легли уже в основу лазерной физики.

В 1959-м за создание нового метода генерации и усиления электромагнитных волн Прохоров и Басов были удостоены Ленинской премии, и в том же году Александра Михайловича избрали членом-корреспондентом АН СССР.

С конца 1950-х научные интересы Прохорова смещаются в область оптического диапазона, а после запуска Теодором Мейманом первого рубинового лазера в 1960 году он полностью переключается на поиски новых твердотельных активных сред для лазеров. В том же году был запущен первый газовый (неон-гелиевый) лазер, а в 1962-м — полупроводниковый. С этого времени начинается бурное развитие лазерной физики — от синтеза новых оптических материалов для генерации и преобразования излучения до исследований взаимодействия лазерного излучения с веществом.

В 1964 году Николаю Басову, Александру Прохорову и Чарльзу Таунсу была присуждена Нобелевская премия по физике «за фундаментальные исследования в области квантовой электроники, приведшие к созданию лазеров и мазеров».

В 1965 году в нашей стране начинается активная работа по созданию высокоэнергетических лазеров, инициированная группой крупных ученых, в числе которых был и Прохоров. Чтобы выполнить этот проект, необходимо было решить множество проблем. Кроме чисто физических вопросов, связанных с работой нового лазера, требовалось создать производство особо чистых материалов, разработать оптику для мощного электромагнитного излучения, объединить десятки тысяч людей, перевооружить промышленность, обучить инженеров и специалистов, открыть новые кафедры в вузах и т. д. По своему размаху эта работа напоминала известный «атомный проект». Приходилось создавать крупнейшие заводы, налаживать совершенно новое производство.

В 1966-м Александр Прохоров совместно с В. К. Конюховым создал газодинамический лазер — новый тип мощного газового лазера. В том же году Александр Михайлович был избран действительным членом АН СССР. А два года спустя был назначен заместителем директора ФИАНа. В 1969-м ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда за большие заслуги в развитии советской науки. Тогда же он был назначен председателем научно-редакционного совета издательства «Советская энциклопедия».

В 1970 году в круг научных интересов Прохорова входит волоконно-оптическая связь. По словам академика Евгения Дианова, «в самом начале 70-х годов появились первые работы, показывающие возможность создания стеклянных световодов с малыми оптическими потерями. Александр Михайлович очень интересовался этой проблемой <…> и очень переживал, что у нас эти работы не ведутся. В 1973 году наконец была создана кооперация академических институтов, и уже в 1974 году в совместной работе ФИАН и ИХАН были получены первые волоконные световоды с низкими потерями. Быстрые результаты были получены благодаря личному участию и настойчивости Александра Михайловича».

В 1972 году директором ФИАНа стал Николай Басов. И Александр Михайлович стал директором отделения «А» в ФИАНе. Кроме лаборатории колебаний в него вошли отдел физики плазмы и опытное производство.

С некоторых пор отношения Николая Геннадиевича и Александра Михайловича стали непростыми. Еще в 1963 году Басов с частью сотрудников лаборатории колебаний создал свою лабораторию. Они практически не общались.

В 1973 году Александра Прохорова избрали академиком-секретарем Отделения общей физики и астрономии АН СССР (ООФА). На этом посту он находился до 1991 года. Как академик-секретарь Прохоров очень много сделал для развития физики. Не только в Москве, но и на периферии многие институты были созданы при его участии. Это Институт сильноточной электроники в Томске, Институт лазерной физики в Новосибирске, Институт электрофизики в Екатеринбурге и многие другие. Он активно поддерживал создание Института прикладной физики в Нижнем Новгороде.

В конце 1982 года было принято решение Совета Министров СССР и Президиума АН СССР об образовании нового института на базе Отделения «А» ФИАНа — Института общей физики АН СССР. Его директором был избран академик Прохоров. Александр Михайлович оставался на этом посту до 1998 года.

Новый институт отличался особым разнообразием тематики: лазерная физика и взаимодействие излучения с веществом, интегральная оптика, оптическая связь на волоконных световодах, спектроскопия сверхвысокого разрешения, микроэлектроника, акустика и гидроакустика, использование лазеров в медицине и экологии, физика магнитных явлений, физика тонких пленок и физика поверхности, разработка приборов для наблюдения сверхбыстрых процессов, адаптивная оптика и др. Большие успехи были достигнуты в создании новых твердотельных лазеров.

Большое внимание Прохоров уделял применению лазеров в медицине. Первая в мире лазерная офтальмологическая установка была создана сотрудниками института под руководством Александра Михайловича. Далее последовали лазерные установки для хирургии и лечения туберкулеза легких, лазерный перфоратор для бесконтактного забора крови при проведении анализов, лазеры для стоматологии, литотрипсии, микрохирургии с помощью световодов в гинекологии, фотодинамической терапии онкологических заболеваний.

После распада Советского Союза резко сократилось финансирование научных исследований, многие научные программы были свернуты. Александр Михайлович в этих тяжелых условиях ищет пути выживания, обращается в правительственные структуры с конкретными предложениями, выступает в центральной прессе, объясняет необходимость поддержки фундаментальной науки в стране. В Институте общей физики происходит реорганизация, в результате которой было образовано несколько научных центров, в том числе Центр естественно-научных исследований, бессменным директором которого Александр Михайлович оставался с 1996 года до конца жизни.

8 января 2002 года Александр Михайлович Прохоров в возрасте 85 лет скоропостижно скончался. Он похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве рядом с Николаем Геннадиевичем Басовым, который умер за полгода до этого — 1 июля 2001 года. Говорят, что незадолго до смерти Басова они помирились.