Техника - молодёжи 1961-09, страница 9

РАДИОСВЯЗЬ С БЛИЖАЙШИМИ ЗВЕЗДАМИ

РЕАЛЬНА!

МИЛЛИОН

солнц-

{ в КРИСТАЛЛЕ

Н. Г, БАСОВ, профессор, лауреат Ленинской премии

Всем хорошо известно, что свет и радиоволны имеют одну

и ту же электромагнитную природу. ГлуСоиое нэучеинв процессов взаимодействия частиц элеитромагиитиой энергии квантов с веществом дало возможность управлять поведением атомов и сделало осуществимым использование самих атомов в начестве приемников и передатчиков радиоволн.

Идея использования квантовых систем для генерации и усиления радиоволн оказалась весьма плодотворной и позволила получить недостижимые для обычной радиотехники результаты. Например, с помощью квантовых генераторов в настоящее время можно построить часы, ошибка которых ие превысит одной сенунды за десятки тысяч лет. Уже созданы атомные часы, погрешность которых за 300 лет не превысит одной секунды, танке сверхточные приборы представляют не только академический интерес. Они позволяют проверить иа опыте правильность важнейших теоретичесних заключений, а также совершенно необходимы для точного вождения самолетов и кораблей, для иэмере ия больших расстоя >й. Без них невозможно обеспечить полет космических кораблей на другие планеты.

Не менее важны и квантовые приемиини (усилители), дающие возможность значительно увеличить чувствительность приемкой аппаратуры. Это возможно потому, что атомы сильно охлажденных кристаллов, в которых происходит взаимодействие с квантами, практически не дают шумов на сантиметровых волнах. Поэтому квантовые усилители в зтом диапазоне волн могут принимать в десятин или даже сотни раз более слабые сигналы, чем обычные приемиини. Использование квантовых усилителей в радиотелескопах или радиолокаторах позволит в иесиольио раз увеличить дальность действия этих уствновои.

В настоящее время квантовая электроника позволила радиотехнике прониннуть в видимый диапазон волн. Уже созданы первые генераторы света. Здесь открываются еще большие возможности. Подсчеты показывают, что с помощью таних генераторов света возможно осуществление радиосвязи иа расстояниях, которые свет проходит за несколько лет. То есть можно устанавливать радиосвязь с ближайшими и Земле звездами. Это очень большие расстояния, совершенно недоступные для всех других видов радиосвязи.

Чем короче длина волны, тем большую направленность пучка света можно получить. Например, чтобы с Земли осветить иа Луне площадну в квадратный километр для радиоволи длиной в 1 см, необходимо было бы соорудить антенну (прожектор) диаметром в 3 им. Эту же площадну с помощью радиоволи видимого диапазона можно осветить прожектором диаметром в 20—30 см. Радиолоиация Луны с помощью оптн-чесних генераторов позволит разглядеть на ее поверхности мельчайшие детали.

Осуществление радиосвязи иа волках видимого диапазона танже позволит передавать большое количество информации. Один передатчик видимого диапазона может вести одновременно передачу десятка тысяч телевизионных программ.

Последовательное освоение видимого диапазона волн позволит создавать необычные, высокоскоростные вычислительные машины. Если сейчас речь идет о машине, выполняющей несколько сот миллионов операций в секунду, то оптический диапазон позволит увеличить их количество до десятков тысяч миллиардов операций в сенунду.

Весьма обещающим является также фокусирование радиоизлучения оптических генераторов на очень малые площадки, равные тысячным долям миллиметра. Таиой сфокусированный пучок излучения является мощным щупом. При создаваемой огромной концентрации энергии давление света достигает нескольких миллионов атмосфер. Это свойство излучения нван-товых генераторов оптичесиого диапазона найдет широкое применение в науке и технике. Созданные таним образом ускорители заряженных частиц позволят обрабатывать различные материалы, ставить опыты по проверив квантовой электродинамики, исследовать термоядерные процессы.

«Прогресс науки и техники в условиях социалистической системы хозяйства позволяет наиболее эффективно использовать богатства и сипы природы в интересах народа, открывать новые виды энергии и создавать новые материалы, разрабатыввть методы воздействия на климатические условия, овладевать космическим пространством».

Из проекта Программы КПСС

Радиосвязь с ближними звездами! Чтс же за чудесные приборы позволяют осущеотвить такую связь? О ноаык квентово-механнческнх генераторах света — „ласерах", принципах их уотройотва и дейотвия расокавываетоя е статье.

Р. СВОРЕНЬ, инженер

Рис. И. КАЛЕДИНА и В. КАЩЕНКО

ПОЧЕМУ СВЕТИТСЯ ГОРЯЩАЯ СПИЧКА!

Рубиновый кристалл, посеребренный с торцов >и попеременно освещаемый зеленым и красным светом, испускает красный луч, в миллион раз более яркий, чем красный луч, который приходит к нам от солнца. Такой прибор в скором времени придет на смену радиопередатчику и станет незаменимым для космической связи. При этом вместо обычных радиоволн — длинных, коротких или ультракоротких — будут использоваться, «ели можно тек выразиться, «сверхультракороткие» электромагнитные волны, к которым и откосится свет. Прежде чем говорить о том, что даст нем переход иа этот новый для радиотехники диапазон, попробуем разобраться, как работает генератор свете не рубиновом кристалле, получивший за рубежом название «ласер».

Для получения радиоволн мы вынуждены строить весьма сложные ламповые генераторы и снабжать их специальными антеннами. Что же касается электромагнитных волн светового диапазона, то здесь можно воспользоваться передатчиками, которые дала в наши руки сама природа. Такими передатчиками являются различные молекулы и атомы.

'В самом простом из мих — атоме водорода — имеется всего один электрон. Условно его можно представить себе как микроскопический «шарик», который вращается вокруг ядра с огромной скоростью, совершая многие (миллиарды оборотов в секунду. Орбита нашего условного электрона — путь его движения — не всегда одинакова. Известны орбиты, которые проходят весьма близко к ядру, есть и сравнительно далекие от ядра орбиты. Чем дальше от ядра орбита электрона, тем больше запек его энергии, или, как говорят иначе, тем выше энергетический уровень электрона.

Теперь представьте себе, что под действием каких-то сил электрон перешел с более далекой орбиты на более близкую. Куда денется [при этом избыток энергии? При переходе с более высокого энергетического уровня иа более низкий электрон обычно и излучает электромагнитные волны. Очень важно, что частота электромагнитного излучения, а следовательно, длина изяучве'мой волны зависят только от той энергии, .которая высвобождается прн переходе электрона с далекой орбиты на близкую. Чем больше разница между начальным и конечным уровнем энергии электрона, тем выше частота излучения.

б

А