Медиа-холдинг
«Очевидное - невероятное»

119991 г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, д. 1, стр. 46,
здание экономического факультета, оф. 138
Тел/факс.: +7 495 939-42-66
E-mail: info@ochevidnoe-neveroyatnoe.ru

Чарльз Хард Таунс

Чарльз Хард Таунс

Официально:

1. Американский физик и астрофизик, автор фундаментальных исследований в области квантовой электроники, инфракрасной астрономии и радиоастрономии, экс-президент Американского физического общества. Родился 28 июля 1915 года в Гринвилле (Южная Каролина), умер 27 января 2015 года в Беркли (Калифорния).

2. В 1935 году в 19-летнем возрасте окончил университет Фармана, старейший частный колледж Южной Каролины. Через год получил степень магистра по физике в университете Дьюка, в 1939 году защитил докторскую диссертация в Калтехе. Затем восемь лет работал в Белловских лабораториях в штате Нью-Джерси, где в военные годы занимался радарными системами для бомбардировочной авиации. В 1948-61 годах был профессором Колумбийского университета, где в 1950-52 годах возглавлял Радиационную лабораторию и в 1952-55 годах был деканом физического факультета. В 1961-67 годах Таунс был профессором МТИ, и с 1967 года профессором Калифорнийского университета в Беркли.

3. В 1964 году Таунс стал лауреатом Нобелевской премии по физике, которую разделил с Николаем Басовым и Алекандром Прохоровым. Он был почетным доктором 25 университетов, членом Национальной академии наук и Национальной инженерной академии США, иностранным членом РАН и Лондонского королевского общества. Обладатель многих престижных наград, включая Национальную медаль за научные исследования, Международную золотую медаль имени Нильса Бора и Ломоносовскую медаль Российской академии наук.

Неофициально:

1. Таунс, Басов и Прохоров получили Нобелевскую премию за создание квантовых генераторов когерентного электромагнитного излучения, работавших в микроволновом диапазоне. Начатые ими исследования через несколько лет привели к появлению лазеров.

2. Таунс еще во время работы в Белловских лабораториях стал думать о разработке генераторов микроволнового излучения, которые он планировал использовать для спектроскопии атомов и молекул. Ключевая идея пришла ему в голову весной 1951 г. во время прогулки по Франклин-скверу в центре Вашингтона. Таунс понял, что можно построить микроволновой генератор с помощью пучка молекул, имеющих различные уровни энергии. Для этого их нужно разделить по энергиям с помощью электростатических полей, а затем загнать пучок возбужденных молекул в металлическую полость, где они перейдут на нижний уровень, излучая электромагнитные волны. Чтобы эта полость работала как резонатор, ее линейные размеры должны равняться длине излучаемых волн.

3. Таунс поделился этой мыслью со своим аспирантом Джеймсом Гордоном и постдоком Гербертом Цайгером. В качестве активной среды они выбрали аммиак, молекулы которого при переходе с возбужденного колебательного уровня на основной испускают волны длиной 12,6 мм. Изготовить высококачественный объемный резонатор такой величины было не слишком просто, но все же возможно. В апреле 1954 г. Таунс и Гордон (Цайгер к тому времени ушел из университета) запустили первый в мире микроволновой квантовый генератор. Этот прибор Таунс назвал мазером (MASER — Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation).

4. В 1951-52 годах возможность создания такого же устройства независимо осознал профессор электротехники Мэрилендского университета Джозеф Вебер, который в 70-е годы приобрел всемирную известность в качестве пионера разработки детекторов космических гравитационных волн. Летом 1952 г. он представил свои выводы в докладе на конференции Института радиоинженеров в Оттаве, а на следующий год изложил в статье, которая вошла в историю как первая публикация на эту тему, появившаяся в открытой печати.

5. В Лаборатории колебаний Физического института АН СССР этой же темой занимались старший научный сотрудник А.М. Прохоров и его аспирант Н.Г. Басов. В мае 1952 г. на Общесоюзной конференции по радиоспектроскопии они сделали доклад о возможности создания квантового усилителя СВЧ-излучения, работающего на пучке молекул все все того же аммиака. В 1954 г. Прохоров и Басов опубликовали статью, где были приведены теоретические обоснования работы такого прибора.

6. В сентябре 1957 г. Таунс набросал в записной книжке план создания квантового генератора светового излучения, который он назвал оптическим мазером. В 1958 году Таунс и его шурин (и тоже будущий Нобелевский лауреат) Артур Шавлов, а также независимо от них Прохоров выступили со статьями, содержащими теоретические обоснования этого метода генерации когерентного света.

7. Термин «лазер» (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) придумал аспирант Колумбийского университета Гордон Гулд, который самостоятельно провел детальный анализ методов получения стимулированного излучения оптического диапазона. Поздней осенью 1957 года это слово появилось на страницах блокнота, где он записывал свои размышления и вычисления. Однако Гулд тогда ничего не опубликовал и поэтому не получил признания, которое, бесспорно, заслужил. Однако в 70-80-е годы он добился утверждения своих патентных заявок и на этом сильно разбогател.

8. Первый действующий лазер с рубином в качестве активной среды в мае 1960 года запустил сотрудник исследовательского отдела корпорации «Хьюз Эйркрафт» Теодор Мейман. В декабре того же года в Белловских лабораториях заработал лазер на смеси гелия и неона, созданный Али Джаваном, Уильямом Беннеттом и Дональдом Хэрриотом. Он действовал в инфракрасном диапазоне, но двумя годами позже А.Д. Уайт и Дж. Ригден заставили гелиево-неоновый лазер генерировать красный цвет. Такие лазеры до сих пор применяются в сканерах штрих-кодов.

9. Таунс почти до самой кончины участвовал в работе над целым рядом проектов в своем университете. В конце 1960-х годов он вместе с профессором астрономии Уильямом Дж. Велчем построил коротковолновой радиотелескоп с мазерным усилителем, который впервые позволил обнаружить излучение молекул аммиака и водяного пара, приходящее из центральной области Галактики. Эти исследования заложили основы новой научной области — молекулярной радиоастрономии. В 1980-е годы Таунс вместе с другими астрофизиками провел радиотелескопические наблюдения облаков ионизированного газа в галактическом ядре, которые позволили предположить наличие там сверхмассивной черной дыры. В 1996 году немецкие астрофизики Рейхард Гензел (в прошлом один из соавторов Таунса) и Андреас Экарт подтвердили этот вывод с помощью анализа звездных движений.

10. Таунс был глубоко верующим человеком и посвятил много лет раздумьям о месте религии в современном мире и ее взаимоотношениях с наукой. В 2005 году он стал лауреатом Темплтоновской премии, которая, согласно статуту, присуждается за выдающийся вклад в утверждение духовной основы жизни. В разные годы эту награду получили такие крупнейшие ученые, как физики Фримен Дайсон, Карл Фридрих фон Вейцзекер, Бернар д'Эспанья и Пол Дэвис, космологи Джон Барроу и Джордж Эллис, и генетик Франциско Айяла.

11. Франкли-сквер, где Таунс, по его собственным словам, испытал научное озарение, уже до того получил право на место в истории физики. Именно там 3 июня 1880 г. создатель телефона Александр Белл впервые испытал устройство, которое он считал своим главным изобретением. Прибор, который Белл назвал фотофоном, передавал звук не по проводам, а по световому лучу. Сегодня белловский фотофон считают предтечей оптоволоконных систем связи.

Лекции на портале «Научная Россия»

НАШИ ПАРТНЕРЫ: