Свет играет центральную роль в жизни и деятельности человека. На фундаментальном уровне, посредством фотосинтеза, свет является источником зарождения всей жизни. Изучение света привело к появлению многообещающих альтернативных источников энергии, существенным медицинским достижениям в диагностике и лечении заболеваний, созданию скоростного Интернета и многим открытиям, которые произвели революцию в обществе и сформировали наше понимание Вселенной. История развития этих технологий берет свое начало в фундаментальных исследованиях свойств света, начиная с книги Ибн аль-Хайсама «Китаб аль-Маназир» («Книга оптики»), опубликованной в 1015 году, и включает работу Эйнштейна в начале 20-го века, изменившую наше восприятие времени и света.
Международный день света посвящен роли света в науке, культуре и искусстве, образовании и устойчивом развитии, а также в многочисленных областях жизнедеятельности, таких как медицина, коммуникации и энергетика. Этот День позволяет представителям различных слоев общества во всем мире принять участие в мероприятиях, которые демонстрируют то, как наука, техника, искусство и культура могут помочь в достижении целей ЮНЕСКО, направленных на создание основы для мирных обществ.
Международный день света отмечается ежегодно 16 мая, в годовщину первой успешной демонстрации лазера в 1960 году, осуществленной физиком и инженером Теодором Майманом (Maiman, T. Stimulated optical radiation in ruby. Nature 187, 493–494 (1960).
Статья Маймана в журнале Nature включает два рисунка и содержит не более 300 слов. В отличие от современных научных публикаций, в ней нет заключительного раздела, в котором говорится о многих научных и технических достижениях, к которым могут привести полученные результаты. А само устройство (см. фото) выглядит удивительно просто.
С 1960 года многочисленные Нобелевские премии по физике были присуждены за результаты, либо лежащие в области физики лазеров, либо полученные с применением лазерной техники, которые охватывают широкий спектр научных направлений. Майман дважды был номинирован на Нобелевскую премию, но, к сожалению, так и не получил ее, хотя и был удостоен множества других наград. Н.Г. Басов, А.М. Прохоров и Чарльз Таунс получили Нобелевскую премию за фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию генераторов и усилителей, к которым относятся лазеры и мазеры. Два года спустя Альфред Кестлер предложил оптическую накачку и был удостоен Нобелевской премии за открытие и разработку оптических методов исследования резонансов Герца в атомах. Вскоре были разработаны лазеры на различных активных средах, реализованы различные режимы работы лазеров, разработаны лазерные преобразователи на основе нелинейно-оптических явлений, и во второй половине двадцатого века лазеры стали чрезвычайно полезным инструментом в науке, медицине и промышленности.
За последние два десятилетия наибольшее количество Нобелевских премий по физике было присуждено за открытия, ставшие возможными благодаря использованию лазера. Например, Ж.И. Алферов и Г. Кремер получили премию за разработку полупроводниковых гетероструктур, используемых в высокочастотных схемах и оптоэлектронике, В. Кеттерле, Э. Корнелл и К. Виман – за достижение конденсации Бозе-Эйнштейна в разреженных газах щелочных металлов и за начальные фундаментальные исследования свойств конденсатов. Технология оптического пинцета, которая нашла широкое применение в молекулярной биологии, вирусологии и других биологических дисциплинах, также была удостоена Нобелевской премии. Лазеры позволили исследовать запутанность квантовых частиц, сыграли важную роль в обнаружении гравитационных волн с помощью лазерных интерферометров.
Если бы Майман попытался поразмышлять и пофантазировать обо всех возможных применениях результатов своей работы, то сомнительно, что он мог бы предположить столь широкое применение лазеров и лазерных технологий. В современном мире для получения финансирования ученым необходимо обосновать актуальность их исследований для практических применений и революционность предполагаемых достижений. Но результаты великих открытий бывают просто за гранью воображения. Простой лазер Маймана изменил способы проведения научных исследований и принципиально улучшил нашу повседневную жизнь! Трудно предсказать, какие будущие новые идеи окажут подобное влияние!
По материалам статьи: Sixty years of lasers. Nature Reviews Physics 2, 221 (2020). https://doi.org/10.1038/s42254-020-0181-9/