Техника - молодёжи 1958-05, страница 12

1) Обычно молекулы кристалла ориентированы беспорядочно; 2) в магнитном поле они приобретают одностороннюю ориентацию; 3) под влиянием возбуждающей частоты молекулы переходят на высший энергетический уровень, как бы вапасаются энергией; 4) слабые волны сигнала срывают молекулы с прежнего уровня, а они отдают свою энергию в вид* усиленного сигнала.

Поместив «нормальный кристалл в объемный резонатор, охлаждаемый жидким гелием до температуры около 270° ниже нуля и облучив его электромагнитными волнами подходящей частоты, можно нарушить равновесное состояние системы и ориентировать большинство ионов против магнитного поля, та «ГО» Гс^чвдяъ YS4. «а&ькточкую •яергию. В этом состоянии кристалл приобретает свойство излучать элек-аролгягю/тные водны, подобно от

8

сортированному пучку активных молекул аммиака.

То обстоятельство, что весь процесс идет при температуре, близкой к абсолютному нулю, делает усилитель такого типа практически не шумящим. Чувствительность прием-кика, снабженного подобным усилителем, в несколько сот раз больше, чем при обычном применении кристаллических усилителей — транзисторов и электронных ламп.

ДЛЯ ЧЕГО?

Прибор, созданный Басовым и Прохоровым, очень маломощен, и его назначение вовсе не в создании мощных колебаний. Он особо ценен там, где нужны предельная устойчивость в работе и постоянные по частоте колебания. И в этом ему нет равных. Два таких прибора, построенных и пущенных в ход совершенно независимо один от другого, будут излучать настолько постоянные радиоволны, что частота их не различается между собой более чем на одну миллиардную часть. Исследователи уверены, что эта точность может быть увеличена еще в сто и даже в тысячу раз!

Это значит, что с помощью молекулярного генератора могут быть созданы часы, ход которых практически не нуждается в регулировке и сверке с астрономическими наблюдениями. Проработав без остановки 100 лет, они разойдутся с астрономическим временем не больше чем на одну секунду.

Конечно, такие точные часы не нужны в повседневной жизни, но ряд областей науки и техники крайне заинтересован в повышении точности измерения времени. В первую очередь в этом нуждаются некоторые отрасли радиотехники, штурманы кораблей и самолетов, астрономы.

Если штурман летит при отсутствии видимости, то он не может пользоваться ни земными ориентирами, ни звездами. Ориентируется он с помощью радио, например, отсчитывая число радиоволн, укладывающееся между радиостанцией и тем местом, где он находится. Но по ряду причин, связанных с особенностью распространения радиоволн, в некоторых случаях пригодны только очень длинные волны. Пси этом для точного определения расстояния нужно иметь возможность отмерять малые доли длины волны, а это возможно только, если и наземная радиостанция и штурманский прибор содержат в себе чрезвычайно стабильные генераторы, например молекулярные.

Ученые стремятся повысить точность часов и для того, чтобы произвести один небывалый опыт. Дело в том, что общая теория относительности А. Эйнштейна, которая, по существу, является теорией тяготения, говорит о том, что скорость течения времени не везде одинакова. Вблизи больших масс, например на крупных звездах, время течет медленнее, чем вдали от них. В частности, время на Земле, на Солнце или на других звездах течет неодикклото. ъэдшдоа

положение спектральных линий в спектре одной из звезд—неболь

шого спутника самой яркой звезды, Сириуса, действительно обнаружили, что все линии этого спектра смещены к его красному концу. Это смещение свидетельствует о том, что все процессы в атомах на этой звезде идут заметно медленнее, чем такие же процессы на Земле.

Но теория предсказывает, что даже на самой Земле время не везде течет одинаково. Например, часы, помещенные в глубокую шахту, должны идти на одну десятитысячную от одной миллиардной доли медленнее, чем такие же часы, помещенные на высокой горе. Если же часы поместить на искусственном спутнике, вращающемся на высоте 42 тыс. км над Землей, то различие увеличится почти в 600 раз. Эта разница невелика, но возможность усовершенствования молекулярного генератора дает надежду измерить эту разницу, что позволило бы впервые проверить в земных условиях справедливость предсказания общей теории относительности.

Молекулярный генератор решает и еще одну важную проблему: он позволяет объединить эталон длины и времени. Если за эталон длины взять длину волны молекулярного генератора, а за эталон частоты — частоту его колебаний, то окажется, что эталоном длины и частоты служит один и тот же физический процесс—излучение молекул в молекулярном генераторе. Но частота колебаний — ото величина, обратная периоду. Поэтому за единицу времени можно будет взять длительность периода колебаний молекулярного генератора.

Молекулярные усилители приобретут большое значение и для улучшения радиосвязи с помощью рассеяния сантиметровых волн от тропосферы. Тропосфера, так же как и атмосфера, неоднородна по плотности. И вот оказалось, ч*о эти неоднородности в тропосфере рассеивают очень короткие волны. Это явление похоже на рассеяние луча обычного прожектора, попадающего в легкие облака или в туман.

В результате пучок радиоволн, излучаемых антенной радиостанции, расширяется и очень малая часть его уходит далеко за горизонт, за пределы прямой видимости, покрывая расстояния до 500 — 800 и больше километров. Конечно, мощность этих рассеянных радиоволн очень мала. Но приемная аппаратура, оснащенная молекулярными усилителями, может уловить эти радиоволны, усилить их и через соответствующий радиопередатчик снова направить в тропосферу в сторону следующей приемной станции.

Такими приемо-передающими станциями, снабженными стабильными и чувствительными молекулярными системами, можно будет покрыть территорию страны, тем самым дав возможность повсеместно смотреть телевизионные программы от любых телецентров.

Еще много других замечательных перспектив открывает применение молекулярных систем в науке и •гейма». Обо эдем, е&ъзз w us -расскажешь. Постепенно о них поведает сама жизнь.