Николай Басов и Александр Прохоров (цикл "Тринадцать плюс" об ученых - нобелевских лауреатах России) [2001, Документальный, TVRip]

( 11.07.1916 года [Атертон]- 08.01.2002 года )
Русский физик Александр Михайлович Прохоров, сын Михаила Ивановича Прохорова и Марии Ивановны (в девичестве Михайловой) Прохоровой, родился в Атертоне (Австралия), куда его семья перебралась в 1911 г. после побега родителей Прохорова из сибирской ссылки. После Октябрьской революции семья Прохоровых в 1923 г. возвратилась в Советский Союз. Окончив с отличием физический факультет Ленинградского государственного университета (1939), П. поступает в аспирантуру в Лабораторию колебаний Физического института АН СССР им. П.Н. Лебедева в Москве. Здесь он изучает распространение радиоволн над земной поверхностью и вместе с одним из своих руководителей, физиком В.В. Мигулиным, разрабатывает новый метод использования интерференции радиоволн для исследования ионосферы – одного из верхних слоев атмосферы.Призванный в Красную Армию в июне 1941 г., П. после двух ранений возвращается в 1944 г. в Институт им. П.Н. Лебедева, где занимается исследованием частотной стабилизации в ламповых генераторах. Кандидатская диссертация, которую П. защищает в 1946 г., посвящена теории нелинейных колебаний. За эту работу ему и двум другим физикам присуждена премия имени академика Леонида Мандельштама, выдающегося советского радиофизика. В 1947 г. П. приступает к исследованию излучения, испускаемого электронами в синхротроне (устройстве, в котором заряженные частицы, например протоны или электроны, движутся по расширяющимся циклическим орбитам, ускоряясь до очень высоких энергий), и показывает экспериментально, что излучение электронов сосредоточено в микроволновой области, где длины волн порядка сантиметров. Эта работа легла в основу диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, которую П. защищает в 1951 г., и породила множество более поздних работ, выполненных другими исследователями.
После назначения заместителем директора Лаборатории колебаний в 1950 г. научные интересы П. перемещаются в область радиоспектроскопии. Он организует группу молодых исследователей, которые, используя радар и радиотехнику, разработанную главным образом в Соединенных Штатах и Англии во время и после второй мировой войны, исследуют вращательные и колебательные спектры молекул. П. сосредоточивает свои исследования на одном классе молекул, называемых асимметричными волчками, которые обладают тремя различными моментами инерции (анализировать структуру таких молекул по вращательным спектрам особенно трудно). Помимо чисто спектроскопических исследований, П. проводит теоретический анализ применения микроволновых спектров поглощения для усовершенствования эталонов частоты и времени. Полученные выводы привели П. к сотрудничеству с Николаем Басовым в разработке молекулярных генераторов, называемых ныне мазерами (аббревиатура из первых букв английских слов: микроволновое усиление с помощью индуцированного стимулированного излучения – microwave amplification by stimulated emisson of radiation).
Основной принцип квантовой физики состоит в том, что атомы и молекулы обладают энергиями (возникающими вследствие расположения и движения их электронов), ограниченными некоторыми дискретными значениями, или энергетическими уровнями. Множество разрешенных энергетических уровней характерно для каждого атома или молекулы. Согласно другому принципу, электромагнитное излучение, например свет или радиоволны, состоит из дискретных порций энергии (фотонов), энергия которых пропорциональна частоте. Если фотон имеет энергию, равную разности энергии между двумя уровнями, то атом или молекула могут поглотить излучение и совершить переход с нижнего уровня на верхний. Затем атом или молекула спонтанно переходят на нижний энергетический уровень (необязательно на исходный), отдавая разность энергии между двумя уровнями в форме фотона излучения. И в этом случае частота излучения находится в соответствии с энергией испущенного фотона. В 1917 г. Альберт Эйнштейн, занимаясь изучением взаимодействия излучения с веществом в ограничейной области, вывел уравнение, описывающее уже известные нам процессы поглощения и спонтанного испускания. Уравнение Эйнштейна, кроме того, предсказывает третий процесс, называемый индуцированным излучением, – переход возбужденного атома или молекулы из состояния с высокой энергией в состояние с более низкой энергией из-за наличия излучения, фотоны которого имеют энергию, равную разности энергий этих двух уровней. Теряемая при переходе энергия испускается в виде фотонов такого же типа, как и фотоны, индуцировавшие излучение.
П. и Басов предложили метод использования индуцированного излучения. Если возбужденные молекулы отделить от молекул, находящихся в основном состоянии, что можно сделать с помощью неоднородного электрического или магнитного поля, то тем самым можно создать вещество, молекулы которого находятся на верхнем энергетическом уровне. Падающее на это вещество излучение с частотой (энергией фотонов), равной разности энергий между возбужденным и основным уровнями, вызвало бы испускание индуцированного излучения с той же частотой, т.е. вело бы к усилению. Отводя часть энергии для возбуждения новых молекул, можно было бы превратить усилитель в молекулярный генератор, способный порождать излучение в самоподдерживающемся режиме.
П. и Басов сообщили о возможности создания такого молекулярного генератора на Всесоюзной конференции по радиоспектроскопии в мае 1952 г., но их первая публикация относится к октябрю 1954 г. В 1955 г. они предлагают новый «трехуровневый метод» создания мазера. В этом методе атомы (или молекулы) с помощью «накачки» загоняются на самый верхний из трех энергетических уровней путем поглощения излучения с энергией, соответствующей разности между самым верхним и самым нижним уровнями. Большинство атомов быстро «сваливается» на промежуточный энергетический уровень, который оказывается плотно заселенным. Мазер испускает излучение на частоте, соответствующей разности энергий между промежуточными и нижним уровнями.
За десять месяцев до того, как П. и Басов в 1954 г. опубликовали свою статью, Чарлз Х. Таунс, американский физик из Колумбийского университета, который независимо пришел к аналогичным выводам, построил действующий мазер, подтвердивший предсказания П. и Басова. Таунс использовал резонансную камеру, заполненную возбужденными молекулами аммиака, и получил необычайно сильное усиление микроволн на частоте 24000 мегагерц. В 1960 г. трехуровневый метод был подтвержден американским физиком Теодором Мейменом, работавшим в компании «Хьюз эйркрафт». Он получил усиление световых волн, используя в качестве резонансной камеры длинный кристалл синтетического рубина, на который была навита спиральная трубка с газом ксеноном. Газовый разряд сопровождался вспышками, способными вызвать индуцированное излучение. Поскольку Меймен использовал свет, его прибор получил название «лазер» (аббревиатура из первых букв английских слов: усиление света с помощью индуцированного (стимулированного) излучения – light amplification by. stimulated emission of radiation).
Будучи директором лаборатории колебаний в институте им. П.Н. Лебедева (с 1954 г.), П. создает две новые лаборатории – радиоастрономии и квантовой радиофизики. Он консультирует многочисленные научно-исследовательские институты по проблемам квантовой электроники и организует лабораторию радиоспектроскопии в Научно-исследовательском институте ядерных исследований при Московском государственном университете, профессором которого П. становится в 1957 г.
С середины 50-х гг. П. сосредоточивает усилия на разработке мазеров и лазеров и на поиске кристаллов с подходящими спектральными и релаксационными свойствами. Проведенные им подробные исследования рубина, одного из лучших кристаллов для лазеров, привели к широкому распространению рубиновых резонаторов для микроволновых и оптических длин волн. Чтобы преодолеть некоторые трудности, возникшие в связи с созданием молекулярных генераторов, работающих в субмиллиметровом диапазоне, П. предлагает новый открытый резонатор, состоящий из двух зеркал. Этот тип резонатора оказался особенно эффективным при создании лазеров в 60-е гг.
Нобелевская премия по физике 1964 г. была разделена: одна половина ее присуждена П. и Басову, другая – Таунсу «за фундаментальные работы в области квантовой электроники, приведшие к созданию генераторов и усилителей на основе принципа мазера – лазера».
Находясь на посту заместителя директора Физического института АН СССР им. П.Н. Лебедева с 1973 г., П. продолжает расширять исследование по физике лазеров, в том числе по их применению для изучения многоквантовых процессов и термоядерного синтеза.
П. женат на Галине Алексеевне Шелепиной, географе по специальности, с 1941 г. У них один сын.
В 1960 г. П. избирают членом-корреспондентом, в 1966 т. – действительным членом и в 1970 г. – членом президиума АН СССР. Он почетный член Американской академии наук и искусств. В 1969 г. он был назначен главным редактором Большой Советской Энциклопедии. П. почетный профессор университетов Дели (1967) и Бухареста (1971). Советское правительство присвоило ему звание Героя Социалистического Труда (1969).

(14 декабря 1922, город Усмань, Липецкой области — 1 июля 2001)
Николай Басов родился в 1922 году в деревне Усмань Воронежской губернии (сейчас город Усмань Липецкой области). Окончив школу в 1941 году, был призван в армию, прошел ускоренное обучение на зауряд-врача, получил звание лейтенанта медслужбы и начиная с 1943 года воевал в составе 1-го Украинского фронта.
Демобилизовавшись в декабре 1945 года, Николай Басов начал изучать физику в Московском инженерно-физическом институте (МИФИ). После института продолжил обучение в аспирантуре Физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР (ФИАН) в Москве под руководством профессоров Михаила Леонтовича и Александра Прохорова, в 1953 году защитил кандидатскую диссертацию. А всего три года спустя стал доктором физико-математических наук.
Научный успех к молодому ученому пришел быстро. В 1952 году Николай Басов и Александр Прохоров выступили с первыми результатами теоретического анализа эффектов усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами. А в 1954 году они создали первый в мире квантовый генератор -- мазер. Это стало началом целой эпохи. Ведь принципиально мазеры ничем не отличаются от известных сейчас всем лазеров, только вместо луча света определенной частоты они выдают пучок волн в радиодиапазоне.
В 1955 году Николай Басов и Александр Прохоров пошли дальше. Они предложили эффективный метод "селективной накачки электромагнитным излучением так называемой трехуровневой системы" -- именно на основании данного принципа действуют практически все современные лазеры.
Достижения Николая Басова сразу были удостоены самых престижных наград. В 1959 году он получил Ленинскую премию. А в 1964 году совместно с Александром Прохоровым и американским физиком Чарлзом Таунсом (Charles H. Townes) стал лауреатом Нобелевской премии за фундаментальные исследования в области квантовой радиофизики, позволившие создать лазеры и мазеры. Правда, в отличие от Ленинской премии причитающаяся ему часть "нобелевки" в размере $10 тыс. (половину премии того года получил Таунс, а вторую половину поделили поровну Басов и Прохоров) до Басова так и дошла. Премия попала во Внешэкономбанк и извлечь ее оттуда тогда было невозможно.
Николай Басов не мог пожаловаться на карьеру -- она у него складывалась блестяще. Уже в 1958 году он занял пост замдиректора ФИАНа. В 1962 году был избран членом-корреспондентом АН СССР, в 1966-м -- академиком, в 1967 году вошел в состав президиума АН. С 1973 по 1989 год работал директором ФИАНа. В 1974 году избран депутатом Верховного совета СССР, с 1982 по 1989 год -- член президиума ВС СССР. Дважды -- в 1969 и 1982 годах -- ему присваивали звание Героя Социалистического Труда, он был награжден пятью орденами Ленина. В 1989 году академик Басов получил Государственную премию СССР. После развала СССР власти не забыли об академике. Начиная с 1991 года он работал членом экспертного совета при председателе правительства РФ, в 1997 году был награжден орденом "За заслуги перед Отечеством" II степени.
В последние годы Николай Басов часто жаловался, что из-за недостатка средств невозможно развивать перспективные отечественные исследования в области лазерной физики. "Надо создавать хотя бы минимальные условия в своих лабораториях,-- говорил он в прошлом году на заседании РАН, посвященном использованию лазеров в медицине,-- иначе наши теоретические разработки воплощаются в конкретные приборы за рубежом. Там эти приборы часто и остаются". Академик Басов знал, что говорил. Его сын Дмитрий продолжил дело отца, но уже за пределами России -- он профессор университета в Сан-Диего.