Физики и лирики: лазеры

На фестивалях и лекториях сети Информационных центров по атомной энергии тема лазеров звучит регулярно, и это неудивительно: лазерные технологии давно вошли в нашу жизнь. Наука, медицина, промышленность, космос, искусство и оборонные технологии – это только часть сфер применения лазеров. В «Росатоме» лучевые технологии обеспечивают надёжность, безопасность и инновационность: чего стоит одна только лазерная сварка или реактор-лазер! А самый интересный вариант – как одну и ту же тему видят физики и лирики.

Сергей Аракелян, доктор физико-математических наук, профессор Владимирского государственного университета, спикер фестивалей ИЦАЭ «Научные встречи»

В конце августа в Новосибирске проходила международная конференция «Современные проблемы лазерной физики» (VIII International Symposium “Modern Problems of Laser Physics” (MPLP-2018)). Что интересует современных учёных? Лазерная физика тесно связана с различными направлениями атомной и ядерной физики, и особенность заключается в том, что исследования идут на наноуровнях, на уровне атома и кванта. Во-первых, это последние достижения в области высокоточных оптических часов на основе ультрахолодных атомов и ионов (при температуре ∼ 10–9 K). «Сердце» атомных часов – ультрастабильный лазер, а точное время, которое они показывают, необходимо для правильной навигации на Земле и в космосе.

Во-вторых, много исследований, связанных с измерениями. Это, в частности, атомная интерферометрия сверхвысокой чувствительности при инерционных измерениях (поиск гравитационных волн) ∼ размера атома. Речь идёт о глобальных, космического масштаба процессах,уловить которые впервые удалось в 2015 году, и улучшение качества измерительной аппаратуры позволит продолжить исследования гравитационных волн на основе прямых наблюдений. А для исследований на Земле лазерная физика занимается усовершенствованием оптических гироскопов. Ожидается улучшение их точности на 2–3 порядка, и это важно для геодезии, в науках о Земле и в фундаментальных физических экспериментах.

В-третьих, всех интересует наноуровень, это уровень отдельных атомов и квантов. Какие исследования наиболее значимы в этой области? В частности, сверхбыстрая визуализация атомов и молекул со сверхкороткими интенсивными лазерными импульсами (за время менее 10–18 с). Это значит, что мы с помощью лазера можем увидеть изменения, происходящие в молекуле. Или возьмём, например, оптимизацию взаимодействия света с одиночным атомом в свободном пространстве. Это шаг на пути к совершенствованию квантовых компьютеров. Изучение динамического контроля резонансного взаимодействия позволит нам приблизиться к квантовой рентгеновской оптике и новым источникам рентгеновского излучения. Изучают учёные и квантовые шумы, что пригодится в спектроскопии. Если обобщить, то все исследования на квантовом и атомном уровне позволяют добиться гораздо большей точности измерений и  высокого качества результатов. Актуальная тема для атомной отрасли и не только для неё – лазерная очистка поверхности. Получается быстро, качественно и эффективно. Всем этим занимается фемтонанофотоника, оперирующая с наноразмерными величинами и динамическими процессами в фемтосекундном диапазоне (на уровне примерно десяти в минус пятнадцатой степени секунд).

Анна Шульгат, член Союза писателей Санкт-Петербурга с 2012 года, эксперт Фонда им. Д. С. Лихачёва, переводчик-консультант журнала «Изучаем Станиславского» (Россия — Великобритания), переводчик, театровед, спикер федерального проекта сети ИЦАЭ «Энергия науки».

В стихотворении Генриха Сапгира «Принцесса и людоед» то принцесса оказывалась прекрасной, а погода ужасной, то наоборот. Так и лазеры в литературе и искусстве могут сеять ужас или дарить красоту в зависимости от того, какой художник и с какой целью к ним обращается. Уже целых 120 лет прошло с тех пор, как Герберт Уэллс описал в «Войне миров» смертельное оружие вторгшихся на Землю марсиан – тепловой луч, ставший, по мнению многих, предшественником лазера. Уэллс описывал это явление так: «Тепловые невидимые лучи вместо видимого света. Всё, что только может гореть, превращается в языки пламени при их прикосновении; свинец растекается, как жидкость; железо размягчается; стекло трескается и плавится, а когда они падают на воду, она мгновенно превращается в пар» (перевод М. Зенкевича).

Гиперболоид инженера Гарина в романе Алексея Толстого (1927) превращал световую энергию в луч невероятной мощности, способный уничтожать огромные объекты. С тех пор многие писатели и художники не раз обращались к теме лазера в своих произведениях, причём, как и в книгах Уэллса и Толстого, лазер нередко идет бок о бок со смертью и уничтожением. Например, Виктор Пелевин в рассказе «Бубен нижнего мира» (1996) задумывается о том, «нельзя ли создать ментальный лазер смерти, выполненный в виде небольшого рассказа». Рассказ этот «должен обращаться не к сознанию, которое может его вообще не понять, а к той части бессознательного, которая подвержена прямой суггестии и воспринимает слова вроде «визуализация» и «сборка» в качестве команд. Именно там и будет собран излучатель, ментальная оптика которого для большей надёжности должна быть отделена от остальных психоформ наклонными скобками». Пелевин считает, что «ментальный лазер может работать на Сологубе, Достоевском, молодом Евтушенко и Марке Аврелии; подходит также «Исповедь» Толстого и некоторые места из «Опытов» Монтеня». Назвать это устройство предполагается «Бубном Нижнего Мира», поскольку есть в этом названии «что-то детское и трогательное, да и потом, его почти невозможно забыть».

В постмодернистском романе Сорокина «Голубое сало» (1999), где клоны русских писателей вырабатывают загадочное вещество непонятного, но сверхсекретного назначения, лазер, к примеру, используется для приготовления странного кушанья: «седла носорога под синим лазером». Это кулинарный изыск упомянут в одном ряду с не менее шокирующими блюдами («гиперустрицы, сёмга с паразитами, сиамские телята с трюфелями, землеройки с маком, белужья икра в розетках из лунного льда…»). Одним словом, вызывающая «антикулинария» Сорокина тоже не обошлась без очередной версии «луча смерти».

В романе «Карта и территория» (2010), удостоенном Гонкуровской премии, Мишель Уэльбек вывел в качестве персонажа себя самого, причём уготовил своему книжному alter ego невесёлую участь: его разрезают «на лоскутки» лазерной хирургической пилой. Как считает прославленный мизантроп Уэльбек, люди окончательно потеряли человеческий облик, настоящее искусство умерло, а значит, и художнику жить незачем.

Но не всё так грустно с темой лазера в искусстве, ведь современные художники обращаются к этому изобретению не только для того, чтобы описывать ужасы, но и чтобы создать нечто прекрасное. Например, соотечественник Уэльбека, один из пионеров электронной музыки Жан-Мишель Жарр использует в своих световых шоу лазерную арфу: этот электронный музыкальный инструмент состоит из нескольких лазерных лучей. Их нужно перекрывать способом, схожим со щипковым методом, которым пользуются для игры на обычной арфе. Мне кажется, возможность послушать лазерную арфу хотя бы в малой степени примиряет нас и с сегодняшней действительностью, и с сегодняшним искусством.

Что сможет реактор-лазер

Разрабатывается во ВНИИЭФ

Наука, медицина, промышленность, космос, искусство и оборонные технологии – это только часть сфер применения лазеров.