Николай Геннадиевич Басов (14 декабря 1922, город Усмань, Тамбовская губерния - 1 июля 2001) - советский физик, лауреат Нобелевской премии по физике (1964). Дважды Герой Социалистического Труда (1969, 1982).
Депутат Совета Союза Верховного Совета СССР 9-11 созывов от Москвы.
Биография
Н. Г. Басов родился в городе Усмань (ныне - в Липецкой области). Отец - Геннадий Фёдорович Басов, мать - Зинаида Андреевна Молчанова. Русский. В 1927 году семья переехала из Усмани в Воронеж. Член ВЛКСМ с 1936 по 1950. В 1941 году Басов окончил в Воронеже среднюю школу, был призван на военную службу и направлен в Куйбышевскую медицинскую академию. В 1943 году получил квалификацию фельдшера и направлен в действующую армию, служил на 1-м Украинском фронте.
После войны Басов поступил в МИФИ, защитил диплом в 1950 году. С 1948 года он работал лаборантом в Физическом институте имени Лебедева АН СССР (ФИАН), где и продолжил работу после получения диплома под руководством М. А. Леонтовича и А. М. Прохорова. В 1953 году Басов защитил кандидатскую, а в 1956 году - докторскую диссертацию.
В 1958-1972 годах Басов являлся заместителем директора ФИАН, а с 1973 по 1989 годы был директором этого института. Здесь в 1963 году он организовал Лабораторию квантовой радиофизики, которую возглавлял до своей смерти. В 1962 году Басов был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1966 году - академиком АН СССР, впоследствии избирался в президиум Академии наук (член президиума АН СССР с 1967 по 1990 год, РАН с 1991).
В 1978 г. организовал и возглавил в МИФИ кафедру квантовой электроники которая, впоследствии переименована в кафедру лазерной физики.
Басов был главным редактором журналов «Наука», «Квант», «Квантовая электроника», «Природа», в 1978-1990 годах являлся председателем правления Всесоюзного просветительского общества «Знание», был сменён на этом посту К. В. Фроловым.
Семья
В 1950 году он женился на Ксении Тихоновне Назаровой, является отцом двух сыновей - Геннадия (род. 1954) и Дмитрия (род. 1963).
Научная деятельность
Работы Басова посвящены квантовой электронике и её применениям. Вместе с А. М. Прохоровым он установил принцип усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, что позволило в 1954 году создать первый квантовый генератор (мазер) на пучке молекул аммиака. В следующем году была предложена трёхуровневая схема создания инверсной населённости уровней, нашедшая широкое применение в мазерах и лазерах. Эти работы (а также исследования американского физика Ч. Таунса) легли в основу нового направления в физике - квантовой электроники. За разработку нового принципа генерации и усиления радиоволн (создание молекулярных генераторов и усилителей) Н. Г. Басов и А. М. Прохоров в 1959 году были награждены Ленинской премией, а в 1964 году им совместно с Ч. Х. Таунсом за «фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию генераторов и усилителей на лазерно-мазерном принципе», была присуждена Нобелевская премия по физике.
Совместно с Ю. М. Поповым и Б. М. Вулом Басов предложил идею создания различных типов полупроводниковых лазеров: в 1962 году был создан первый инжекционный лазер, затем лазеры, возбуждаемые электронным пучком, а в 1964 году - полупроводниковые лазеры с оптической накачкой. Басов также провёл исследования по мощным газовым и химическим лазерам, под его руководством были созданы фторводородный и йодный лазеры, а затем эксимерный лазер.
Ряд работ Басова посвящён вопросам распространения и взаимодействия мощных лазерных импульсов с веществом. Ему принадлежит идея использования лазеров для управляемого термоядерного синтеза (1961), он предложил методы лазерного нагрева плазмы, проанализировал процессы стимулирования химических реакций лазерным излучением.
Басов разработал физические основы создания квантовых стандартов частоты, выдвинул идеи новых применений лазеров в оптоэлектронике (таких, как создание оптических логических элементов), выступал инициатором многих исследований по нелинейной оптике.
Александр Михайлович Прохоров родился 11 июля 1916 года в Атертоне (Австралия) в семье беглых ссыльных Михаила и Марии. В 1911 году они бежали из Сибири в Австралию. После революции и гражданской войны семья Прохорова возвратилась на родину в 1923 году, где через некоторое время поселилась в Ленинграде.
В 1934 году в северной столице Александр окончил с золотой медалью среднюю школу. После чего он поступил на физический факультет Ленинградского государственного университета (ЛГУ). И университет Александр также оканчивает в 1939 году с отличием. Диплом с отличием давал право немедленного поступления в аспирантуру, и Прохоров сразу же этим воспользовался, став аспирантом Физического института АН СССР им. П.Н. Лебедева в Москве. Здесь молодой ученый занялся исследованием процессов распространения радиоволн вдоль земной поверхности. Им был предложен оригинальный способ изучения ионосферы с помощью радиоинтерференционного метода.
В 1941 году Прохоров женился на Галине Алексеевне Шелепиной, географе по специальности, и у них родился сын.
С самого начала Отечественной войны Прохоров в рядах действующей армии. Воевал в пехоте, в разведке, отмечен боевыми наградами, был дважды ранен. Демобилизовавшись в 1944 году, после второго тяжелого ранения, он возвратился к прерванной войной научной работе в ФИАНе. Прохоров занялся актуальными в то время исследованиями по теории нелинейных колебаний. Эти работы и легли в основу его кандидатской диссертации. За создание теории стабилизации частоты лампового генератора в 1948 году ему была присуждена премия имени академика Л.И. Мандельштама.
В 1947 году в ФИАНе был пущен синхротрон - устройство, в котором заряженные частицы двигаются по расширяющимся циклическим орбитам. С помощью синхротрона в 1948 году Александр Михайлович начинает исследование природы и характера электромагнитного излучения, испускаемого в циклических ускорителях заряженных частиц. В очень короткий срок ему удается провести большую серию успешных экспериментов по изучению когерентных свойств магнито-тормозного излучения релятивистских электронов, движущихся в однородном магнитном поле в синхротроне - синхротронного излучения.
В результате проведенных исследований Прохоров доказал, что синхротронное излучение может быть использовано в качестве источника когерентного излучения в сантиметровом диапазоне длин волн, определил основные характеристики и уровень мощности источника, предложил метод определения размеров электронных сгустков.
Эта классическая работа открыла целое направление исследований. Ее результаты были оформлены в виде докторской диссертации, успешно защищенной Александром Михайловичем в 1951 году. В 1950 году Прохоров начал работы в совершенно новом направлении физики - радиоспектроскопии.
В спектроскопии тогда осваивался новый диапазон длин волн - сантиметровых и миллиметровых. В этот диапазон попадали вращательные и некоторые колебательные спектры молекул. Это открывало совершенно новые возможности в исследовании фундаментальных вопросов строения молекул. Богатый экспериментальный и теоретический опыт Прохорова в области теорий колебаний, радиотехники и радиофизики как нельзя лучше подходил для освоения этой новой области.
При поддержке академика Д.В. Скобельцына в минимально возможные сроки вместе с группой молодых сотрудников лаборатории колебаний Прохоров создал отечественную школу радиоспектроскопии, быстро завоевавшую передовые позиции в мировой науке. Одним из этих молодых сотрудников был выпускник Московского инженерно-физического института Николай Геннадьевич Басов.
Басов родился 14 декабря 1922 года в городе Усмань Воронежской губернии, в семье Геннадия Федоровича Басова, впоследствии профессора Воронежского университета.
Окончание школы Басовым совпало с началом Великой Отечественной войны. В 1941 году Николая призвали в армию. Он был направлен в Куйбышевскую военно-медицинскую академию. Через год его перевели в Киевское военно-медицинское училище.
Начиная с 1943 года Николай в действующей армии. Впоследствии он вспоминал: «Случай у меня такой был. Значит, копают землянки солдаты. Работа тяжелая, и у одного солдатика случился аппендицит. Его надо резать, я всего один раз видел, как профессор удалял аппендикс, я ему чуть-чуть ассистировал, подавал разные инструменты. Я поставил четырех солдат, которые держали простыню сверху - с наката землянки сыпались грязь и песок. Дал полстакана спирта вместо наркоза и сделал операцию!.. Кстати, этот паренек жив до сих пор».
В 1946 году Николай поступил в Московский инженерно-физический институт, известный своей великолепной школой теоретической физики. По окончании института в 1950 году он поступил в его аспирантуру на кафедру теоретической физики. В том же году Басов женился на Ксении Тихоновне Назаровой, физике из МИФИ. У них родились два сына.
С 1949 года Николай Геннадиевич работает в Физическом институте АН СССР. Его первая должность - инженер лаборатории колебаний, возглавляемой академиком М.А. Леонтовичем. Затем он стал младшим научным сотрудником той же лаборатории. В те годы группа молодых физиков под руководством Прохорова начала исследования на новом научном направлении - молекулярной спектроскопии. Тогда же началось плодотворное содружество Басова и Прохорова, приведшее к основополагающим работам в области квантовой электроники.
Прохоров вспоминал: «Для нас все начиналось с радиоспектроскопии молекул, которой я сам активно занимался в ФИАНе с 1951 года. Николай Басов стал в то время одним из первых и ближайших моих сотрудников. С ним меня связывают около десяти лет напряженной и плодотворной совместной работы, закончившейся созданием в Лаборатории колебаний ФИАНа молекулярного генератора на пучке молекул аммиака».
В 1952 году Прохоров и Басов выступили с первыми результатами теоретического анализа эффектов усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, в дальнейшем ими была исследована физика этих процессов.
Разработав целый ряд радиоспектроскопов нового типа, лаборатория Прохорова начала получать очень богатую спектроскопическую информацию по разделению структур, дипольных моментов и силовых постоянных молекул, моментов ядер и т.д.
Анализируя предельную точность микроволновых молекулярных стандартов частоты, которая определяется в первую очередь шириной молекулярной линии поглощения, Прохоров и Басов предложили использовать эффект резкого сужения линии в молекулярных пучках.
«Однако переход к молекулярным пучкам, - пишут И.Г. Бебих и В.С. Семенова, - решая проблему ширины линии, создавал новую трудность - резко снижалась интенсивность линии поглощения из-за низкой общей плотности молекул в пучке. Сигнал поглощения есть результат индуцированных переходов между двумя энергетическими состояниями молекул с поглощением кванта при переходе с нижнего уровня на верхний (индуцированное, вынужденное поглощение) и с испусканием кванта при переходе с верхнего уровня вниз (индуцированное, вынужденное излучение). Следовательно, он пропорционален разности заселенностей нижнего и верхнего энергетических уровней изучаемого квантового перехода молекул. Для двух уровней, отстоящих на энергетическом расстоянии, равном кванту СВЧ-излучения, эта разность населенностей составляет лишь малую часть от общей плотности частиц в силу термического заселения уровней в равновесном состоянии при обычных температурах согласно распределению Больцмана. Тогда-то и была предложена идея о том, что, изменяя искусственно населенности уровней в молекулярном пучке, т.е. создавая неравновесные условия (или как бы свою "температуру", определяющую населенность этих уровней), можно существенно изменить интенсивность линии поглощения. Если резко снизить число молекул на верхнем рабочем уровне, отсортировывая из пучка такие частицы, например, с помощью неоднородного электрического поля, то интенсивность линии поглощения возрастает. В пучке как бы создана сверхнизкая температура. Если же таким способом убрать молекулы с нижнего рабочего уровня, то в системе будет наблюдаться усиление за счет индуцированного излучения. Если усиление превышает потери, то система самовозбуждается на частоте, которая определяется по-прежнему частотой данного квантового перехода молекулы. В молекулярном же пучке будет осуществлена инверсия населенностей, т.е. создана как бы отрицательная температура. Так возникла идея молекулярного генератора, изложенная в хорошо известном цикле классических совместных работ А.М. Прохорова и Н.Г. Басова 1952–1955 годов.
Отсюда начала свое развитие квантовая электроника - одна из самых плодотворных и наиболее быстро развившихся областей современной науки и техники.
По существу, главный, принципиальный шаг в создании квантовых генераторов состоял в том, чтобы приготовить неравновесную излучающую квантовую систему с инверсией населенностей (с отрицательной температурой) и поместить ее в колебательную систему с положительной обратной связью - объемный резонатор. Его могли и должны были сделать ученые, объединившие в себе опыт изучения квантовомеханических систем и радиофизическую культуру. Дальнейшее распространение этих принципов на оптический и другие диапазоны было неизбежно».
Принципиальным было предложение Прохорова и Басова о новом методе получения инверсии населенностей в трехуровневых (и более сложных) системах с помощью насыщения одного из переходов под действием мощного вспомогательного излучения. Это так называемый метод трех уровней, получивший позднее также название метода оптической накачки.
Именно он позволил в 1958 году Фабри-Перо сформировать реальную научную основу для освоения других диапазонов. Этим успешно воспользовался в 1960 году Т. Мэйман при создании первого лазера на рубине.
Еще в период работы над молекулярными генераторами Басов пришел к идее о возможности распространения принципов и методов квантовой радиофизики на оптический диапазон частот. Начиная с 1957 года он занимался поиском путей создания оптических квантовых генераторов - лазеров.
В 1959 году Басовым совместно с Б.М. Вулом и Ю.М. Поповым была подготовлена работа «Квантово-механические полупроводниковые генераторы и усилители электромагнитных колебаний». В ней предлагалось использовать для создания лазера инверсную заселенность в полупроводниках, получаемую в импульсном электрическом поле.
Независимо от Басова и по той же тематике работал и американский физик Чарлз Хард Таунс в Колумбийском университете. Он назвал свое творение мазером. Таунс предложил заполнить резонансную полость возбужденными молекулами аммиака. Это дало невероятное усиление микроволн с частотой в 24000 мегагерц.
В 1964 году Басов, Прохоров и Таунс стали лауреатами Нобелевской премии, которой они были удостоены за фундаментальные исследования в области квантовой электроники, приведшие к созданию мазеров и лазеров.
Таунс писал в своей статье «Космические мазеры и лазеры»: «Н.Г. Басов и А.М. Прохоров в СССР и автор этих строк в США были первыми, кто предпринял серьезные попытки разработать устройство для получения усиления при вынужденном излучении, т.е. создать приборы, в наше время получившие наименование мазеров и лазеров. Их идеи и разработки в области квантовой электроники сыграли решающую роль в развитии этой области как в науке, так и в технике. Однако как выяснилось в дальнейшем, обнаружить эти явления можно было и вне Земли, поскольку они имели место на космических объектах в течение миллионов и миллионов лет».
На этом плодотворная совместная работа Басова и Прохорова не закончилась. Они разработали лазеры различных типов, включая мощные короткоимпульсные и многоканальные. Басов не только занимался фундаментальными исследованиями в области генераторов и усилителей, но и теоретически обосновывал использование лазерной техники в термоядерном синтезе.
Среди научных трудов Басова есть посвященные оптическим свойствам полупроводников и сверхпроводимости, молекулярной плазме и синхротронному излучению, космическим лучам, пульсирующим нейтронам и даже проблемам общей теории относительности.
С 1978 по 1990 год Басов был председателем правления Всесоюзного общества «Знание». В 1977 году он был удостоен Золотой медали им. А. Вольта. В 1989 году Басов получил Государственную премию СССР, а еще через год - Золотую медаль им. М.В. Ломоносова.
Прохоров в 1957 году стал профессором МГУ.
Александр Михайлович - один из основоположников целого ряда направлений современной науки и техники, таких как лазерная физика, радиоспектроскопия, квантовая электроника, волоконная оптика, лазерная техника и технология, прикладное использование лазеров в медицине, биологии, промышленности, связи.
С момента образования Института общей физики РАН он был бессменным директором и родоначальником одной из крупнейших в России научных школ. Прохорова избрали президентом Академии естественных наук.
В 1982 году Александр Михайлович создал и возглавил Международный журнал «Лазерная физика». В течение более чем тридцати лет он был главным редактором Большой Советской (ныне Российской) энциклопедии. С 1997 года Александр Михайлович руководил многонациональным проектом «Балтийская Кремниевая Долина».
Н.Г. Басов умер 1 июля 2001 года, А.М. Прохоров - 8 января 2002 года. Всю жизнь они были рядом, и их могилы тоже рядом - в Москве на Новодевичьем кладбище.
БАСОВ, НИКОЛАЙ ГЕННАДИЕВИЧ (1922–2001), русский физик. Родился 14 декабря 1922 в г.Усмань вблизи Воронежа в семье профессора Воронежского лесного института. В 1941 окончил школу, был призван в армию, служил ассистентом врача на Украинском фронте. После демобилизации в 1945 поступил в Московский инженерно-физический институт. С 1948 работал лаборантом в Физическом институте им. П.Н.Лебедева (ФИАН). По окончании института Басов поступил в аспирантуру (его научными руководителями были М.А.Леонтович и А.М.Прохоров). В 1953 защитил кандидатскую диссертацию по теме Определение ядерных моментов радиоспектроскопическим методом , а в 1956 – докторскую, посвященную теоретическим и экспериментальным исследованиям молекулярного генератора на аммиаке.
В 1952 Басов и Прохоров опубликовали первые результаты теоретического анализа эффектов усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами. Чтобы оптическая система генерировала мощный поток фотонов, необходимо, чтобы в среде была создана инверсная заселенность – неравновесное состояние, при котором более высоковозбужденных атомов меньше, чем более низковозбужденных. В 1955 Басов и Прохоров предложили эффективный «трехуровневый» метод получения инверсной заселенности, что позволило им создать квантовые генераторы принципиально нового типа – мазеры (это название – аббревиатура от англ. Microwave Amplification by Stimulated Emission Radiation, усиление микроволн стимулированным излучением). Независимо и практически одновременно работающий мазер создал американский физик Ч.Таунс, и в 1964 Басову, Прохорову и Таунсу за эти работы была присуждена Нобелевская премия по физике. В 1962 Басов был избран членом-корреспондентом, а в 1966 – действительным членом АН СССР.
В 1959 Басов и Прохоров предложили создавать в полупроводниках инверсную заселенность в импульсном электрическом поле и обосновали создание оптических квантовых генераторов – лазеров с оптической накачкой, инжекционных и с электронным возбуждением. Инжекционные лазеры были созданы в 1962 одновременно в СССР (в ФИАНе) и в США, а в 1964 в лаборатории Басова была получена генерация при возбуждении сульфида кадмия электронным пучком. К концу 1960-х годов в его лаборатории разрабатывались также мощные оптические лазеры на рубине и неодимовом стекле, мощный фотодиссоционный лазер на парах йода. В 1968 впервые при облучении лазерных мишеней были получены нейтроны, что сыграло большую роль в дальнейших работах по лазерному термоядерному синтезу. В 1971 в ФИАНе была создана первая «технологическая» лазерная установка на неодимовом стекле, предназначенная для сжатия лазерных мишеней.
Занимаясь в основном твердотельными квантовыми генераторами, Басов придавал большое значение также и лазерам газовым. В 1962 в его лаборатории впервые была получена генерация на смеси гелия с неоном; позже проводились исследования, целью которых было создание высокоточных стандартов частоты. В 1963 Басов совместно с А.Н.Ораевским обосновал получение инверсной заселенности при тепловой накачке, а в середине 1960-х годов в его лаборатории проводились исследования, связанные с созданием химических хлор-водородных и фтор-водородных лазеров. В конце 1960-х годов в лаборатории Басова велись исследования импульсных фотодиссоционных лазеров, в 1970 был создан первый эксимерный лазер. С 1973 Басов стал директором ФИАНа и оставался на этом посту до 1992. В 1990 был удостоен Золотой медали им. М.В.Ломоносова Академии наук СССР.
Басов преподавал в Московском инженерно-физическом институте и уделял большое внимание просветительской деятельности – в 1978–1990 был председателем Всесоюзного общества «Знание», в течение многих лет был главным редактором научно-популярного журнала «Природа». Басов являлся почетным членом академий наук многих стран мира, долгие годы был вице-председателем исполнительного совета Всемирной федерации научных работников.
14 декабря 1922 года родился Николай Басов, один из создателей лазера, лауреат Нобелевской премии по физике за 1964 год.
Личное дело
Николай Геннадиевич Басов (1922—2001) родился в городе Усмань под Липецком в семье профессора Лесного института. В 1927 году семья переехала в Воронеж, где Николай в 1941 году окончил школу. Тогда же был призван в армию и направлен на обучение в Куйбышевскую медицинскую академию (ныне — Самарский государственный медицинский университет). Через два года фельдшер Николай Басов получил направление в действующую армию, был прикомандирован к 1-му Украинскому фронту. До конца войны служил ассистентом врача. После демобилизации, произошедшей в декабре 1945 года, поступил в Московский физико-технический институт.
В 1948 году параллельно с учебой начал работать лаборантом в Физическом институте Академии наук СССР. После получения диплома поступил в аспирантуру, в 1953 году защитил кандидатскую, а еще через три года докторскую диссертацию, посвященную исследованию молекулярного генератора, где в качестве активной среды использовался аммиак. В 1954 году о постройке такого генератора независимо друг от друга сообщили Н. Г. Басов и А. М. Прохоров в СССР, а также Ч. Таунс, Дж. Гордон и X. Цайгер в США.
В 1958—1972 годах Басов был заместителем директора ФИАН, а затем по 1989 год являлся директором этого института. В 1959 году совместно с Александром Прохоровым получил Ленинскую премию за исследования молекулярных осцилляторов и парамагнитных усилителей.
В 1962 году стал членом-корреспондентом Академии наук СССР. В 1963 году принял участие в создании первого полупроводникового лазера на арсениде галлия (GaAs). Тогда же занялся оптоэлектроникой. Главными направлениями дальнейших работ стали диодные лазеры, выполненные на основе различных материалов.
В 1964 году Басов совместно с Александром Прохоровым (Физический институт АН СССР) и Чарльзом Таунсом из Массачусетского технологического института (США) получили Нобелевскую премию по физике за разработку принципа действия лазера и мазера.
В 1966 году стал действительным членом Академии Наук СССР, в следующем году был избран членом Президиума АН СССР и членом Академии наук ГДР.
В конце 1960-х занимался исследованиями по созданию газодинамических лазеров. В 1970-х годах под его руководством был построен химический лазер на смеси дейтерия, фтора и диоксида углерода.
В конце 1970-х годов Басов совместно с коллегами экспериментально доказал возможность ускорения химических реакций при воздействии на реактивы инфракрасным лазерным излучением.
Николай Басов занимался также популяризацией науки — был главным редактором журналов «Наука», «Квантовая электроника», «Природа», «Квант», в 1978—1990 годах возглавлял Всесоюзное просветительское общество «Знание».
Басов и его жена Ксения Назарова умерли в 2001 году. У них остались двое сыновей — Геннадий (родился в 1954 году) и Дмитрий (родился в 1963 году, профессор физики Калифорнийского Университета в Сан-Диего).
Чем знаменит
Николай Басов
Один из главных изобретателей лазеров и мазеров, основоположник важнейшего направления современной физики — квантовой электроники.
В 1952 году совместно с A. M. Прохоровым установил принцип усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, что позволило в 1954 году создать первый квантовый генератор (мазер). В 1955 году Басов с Прохоровым предложили трехуровневую схему создания инверсной (обратной) населенности энергетических уровней. Эта схема нашла широкое применение в лазерах и мазерах.
Данные работы вместе с исследованиями американского физика Ч. Таунса положили начало новому направлению в физике — квантовой электронике. За разработку нового принципа генерации и усиления радиоволн Басов, Прохоров и Таунс были награждены Нобелевской премией по физике за 1964 год.
О чем надо знать
Деньги, выделенные при присуждении Нобелевской премии, до Басова и Прохорова не дошли. Премия осела во Внешэкономбанке, и извлечь ее оттуда было невозможно. Половина денег тогда предназначалась Таунсу, а вторая половина была поровну поделена между Басовым и Прохоровым, что составляло по 10 тысяч долларов.
В последние годы жизни Басов часто жаловался на недостаток средств, выделяемых на исследования в области лазерной физики. «Надо создавать хотя бы минимальные условия в своих лабораториях, иначе наши теоретические разработки воплощаются в конкретные приборы за рубежом. Там эти приборы часто и остаются», — говорил он в 2000 году на заседании РАН об использовании лазеров в медицине. Его сын Дмитрий продолжил дело отца, но уже в США, став профессором физики университета в Сан-Диего.
Прямая речь:
«Скажу об одном его предвидении. В 1961 году, то есть фактически сразу после создания лазера, Николая Геннадьевича попросили сделать доклад на заседании Президиума Академии наук о лазерах и о перспективах этого направления. И, выступая, он сказал, что информационная емкость канала связи на оптическом диапазоне — то есть на лазерном излучении — в скором времени будет настолько гигантской, что можно будет весь мир охватить такой информационной сетью и все шесть миллиардов населения планеты смогут связаться друг с другом по телефону или другим способом. И это было сказано 50 лет назад! Честно говоря, мы тогда еще не представляли себе, как можно создать такое чудо — передавать сигналы, то есть информацию по лазерному лучу. Ну, пытались мы предположить — еще в космосе, допустим, можно видеть друг друга и передавать сигналы, а как это осуществлять в условиях Земли? Это была фантастика!
Однако предвидение сбылось. Действительно, позже возникла возможность создавать тонкие стеклянные волокна, размером примерно сто микрон в диаметре, включая оболочку, которые практически не поглощают лазерного излучения. То есть сигнал можно передавать на большие расстояния — сейчас мы называем это «оптоволоконными линиями связи». Это — телевидение, это интернет: пожалуйста, любую библиотеку, печатную или видео-продукцию, любые художественные произведения — передавайте в другую точку планеты. Думаю, даже одного этого достижения — создания всемирной паутины интернет — уже достаточно, чтобы оценить значение лазера для человечества». — Академик Олег Крохин о Басове .
«Николай Геннадьевич Басов на каком-то заседании в Академии наук сказал, что XIX век был веком электричества, а XX век — век квантовой электроники, лазеров. И Жорес Иванович Алферов, тоже нобелевский лауреат, с которым Николай Геннадьевич дружил, в одном из своих выступлений сказал, что за 110 лет присуждения Нобелевских премий, если построить рейтинги, квантовая электроника и лазерная физика является открытием, которое входит в первую десятку. Лазеры стали одним из важнейших элементов современной цивилизации». — Там же.
5 фактов о Николае Басове
- В 1960—1970-х годах занимался разработкой военных лазерных установок. Задачей было сбивать вражеские спутники и баллистические ракеты. Однако выяснилось, что имеющиеся генераторы мощности не позволяют этого сделать.
- Ученый разработал физические основы создания квантовых стандартов частоты. Ряд его работ посвящен вопросам распространения и взаимодействия лазерных импульсов с веществом. Предложил использовать лазер для управляемого термоядерного синтеза и нагрева плазмы. Басов также изучил возможности лазера как катализатора химических реакций. Был инициатором многих исследований по нелинейной оптике.
- Басов считал, что лазер сможет помочь в борьбе с глобальным потеплением, сбросив избыток энергии в космос.
- Удостаивался самых престижных наград в научном мире как в советское время, так и после распада СССР. Лауреат пяти орденов Ленина. С 1991 года работал членом экспертного совета при председателе российского правительства, в 1997 году был награжден орденом «За заслуги перед Отечеством» II степени.
- По мнению физика Жореса Алферова, технологический и социальный прогресс ХХ века определили три открытия в области физики. Это деление урана, открытое немецкими учеными Ганном и Штрасманом в 1938 году. Второе — изобретение транзисторов в 1947 году Д. Бартиным и В. Браттэйном, подготовившее компьютерную революцию. И третье — открытие Н. Басовым, и А. Прохоровым и Ч. Таунсом лазерно-мазерного принципа, послужившее толчком к развитию многих и военных, и мирных технологий. Это прежде всего полупроводниковые лазеры и оптоволоконная связь.
Лауреат Нобелевской премии, дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии, лауреат Государственной премии СССР, академик РАН, почетный гражданин города Усмани
Родился 14 декабря 1922 года в городе Усмань Воронежской губернии (ныне – Липецкой области). Отец – Басов Геннадий Фёдорович. Мать – Басова (Молчанова) Зинаида Андреевна. Супруга – Назарова (Басова) Ксения Тихоновна. Сыновья: Басов Геннадий Николаевич, Басов Дмитрий Николаевич.
Мать Николая, Зинаида Андреевна, окончила Усманскую женскую гимназию с золотой медалью. Отец, Геннадий Фёдорович, строил в Усмани промышленные предприятия, занимался водоснабжением. В 1927 году семья Басовых переехала из Усмани в Воронеж. Отец Николая преподавал гидротехнику, гидравлику, гидрогеологию и буровое дело в Воронежском госуниверситете, а в 1931 году перешел на работу по той же специальности в Воронежский лесотехнический институт на кафедру гидротехнической мелиорации, где работал сначала в звании доцента, а потом – профессора.
Связи с родной Усманью семья не теряла. Там жила тетя Николая, преподаватель математики Таисья Фёдоровна. «Своей увлеченностью математикой и физикой я полностью обязан тете Таисье. Это она меня научила мыслить и увлекаться миром точных наук», – подчеркивал Николай Геннадиевич годы спустя.
Окончание школы совпало для Басова с началом Великой Отечественной войны. В 1941 году он был призван в армию и направлен в Куйбышевскую военно-медицинскую академию, где прошел подготовку на ассистента врача. В 1942 году переведен в Киевское военно-медицинское училище, а в 1943 году, после его окончания, направлен в батальон химической защиты. С начала 1945 года и до конца войны с Германией воевал в составе 1-го Украинского фронта. Во время войны Николай получил сильное химическое отравление, после чего несколько дней пролежал в реанимации без сознания и на некоторое время потерял память.
В 1946 году Басов стал студентом Московского механического института (ныне – Московский инженерно-физический институт). Там он познакомился со своей будущей женой, Ксенией Тихоновной, учившейся с ним в одной группе. После окончания учебы в 1950 году поступил в аспирантуру этого же института на кафедру теоретической физики, где его научным руководителем стал академик М.А. Леонтович.
С 1949 года Н.Г. Басов начал работать в Физическом институте имени П.Н. Лебедева АН СССР. В те годы группа молодых физиков под руководством А.М. Прохорова приступила к исследованиям на новом научном направлении – радиоспектроскопии. Тогда же началось плодотворное сотрудничество Н.Г. Басова и А.М. Прохорова, приведшее к основополагающим работам в области квантовой электроники.
Первые научные работы Басова были связаны с исследованием ядерных моментов радиоспектроскопическими методами. В 1953 году он защитил кандидатскую диссертацию по теме «Определение ядерных моментов радиоспектроскопическим методом».
В 1952 году Басов и Прохоров выступили с первыми результатами теоретического анализа эффектов усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, а в 1955 году предложили эффективный и универсальный метод получения инверсной заселенности – метод селективной накачки электромагнитным излучением так называемой «трехуровневой» системы. В результате были созданы принципиально новые малошумящие квантовые генераторы и усилители радиочастотного диапазона – мазеры, первым из которых явился мазер на молекулах аммиака (1955– 1956). Эти работы, а также исследования, выполненные в США примерно в то же время Ч. Таунсом с сотрудниками, привели к рождению и бурному развитию новой области физики – квантовой электроники.
В 1956 году Николай Геннадиевич защитил докторскую диссертацию на тему «Молекулярный генератор». У него появились ученики и последователи, которые занимались разработкой теории молекулярных генераторов и экспериментальными исследованиями. В 1958 году Басов был назначен заместителем директора института по научной части. В 1959 году под его руководством в ФИАНе был организован сектор молекулярных генераторов, а в 1963 году – лаборатория квантовой радиофизики, выросшая к 1986 году в отдел, а в 1989 году в отделение института.
Главным в научной деятельности Н.Г. Басова являлось создание и развитие новых перспективных научных направлений, кардинально меняющих традиционные взгляды, и одновременно проведение исследований в уже развитых направлениях для обеспечения решения крупных и конкретных задач науки и техники. Этим, прежде всего, объясняется разнообразие и широта научных направлений, созданных ученым и его школой, необычно большое число докторов и кандидатов наук, выросших в этой школе, а также значительное количество крупных работ, выполненных его учениками и сотрудниками, удостоенных высоких научных премий.
Еще в период работы над молекулярными генераторами Николай Басов пришел к идее о возможности распространения принципов и методов квантовой радиофизики на оптический диапазон частот. Начиная с 1957 года, он занимался поиском путей создания оптических квантовых генераторов – лазеров, привлекал к работе молодежь лаборатории колебаний, сотрудников других лабораторий ФИАНа; организовал первый в нашей стране регулярный семинар по этой проблеме.
В 1959 году Н.Г. Басов (совместно с Б.М. Вулом и Ю.М. Поповым) опубликовал работу «Квантовомеханические полупроводниковые генераторы и усилители электромагнитных колебаний», в которой предлагалось использовать для создания лазера инверсную заселенность в полупроводниках, получаемую в импульсном электрическом поле. Это предложение ознаменовало начало освоения квантовой электроникой оптического диапазона частот.
В 1959 году за открытие нового принципа генерации и усиления электромагнитного излучения на основе квантовых систем Н.Г. Басову и А.М. Прохорову была присуждена Ленинская премия.
Развивая работы по полупроводниковым лазерам, Николай Геннадиевич и его ученики предложили и обосновали методы создания полупроводниковых лазеров: с оптической накачкой, инжекционных и с электронным возбуждением. В конце 1962 года в США и в СССР (в ФИАНе) были созданы инжекционные лазеры, а в начале 1964 года в лаборатории Н.Г. Басова впервые была получена генерация при возбуждении сульфида кадмия электронным пучком.
Глубоко оценив уникальные особенности лазерного излучения, в 1962 году Николай Басов (совместно с О.Н. Крохиным) высказал идею о получении термоядерного синтеза путем нагрева мишени излучением лазера. В этих предложениях проявились проницательность и научная смелость, ведь в то время существовали лишь твердотельные лазеры с энергией в импульсе менее джоуля и непрерывные газовые лазеры мощностью менее ватта. Так возникло новое научно-техническое направление, получившее название лазерного термоядерного синтеза (ЛТС).
В 1964 году Н.Г. Басов, А.М. Прохоров и Ч. Таунс (США) становятся лауреатами Нобелевской премии, которой они были удостоены «за фундаментальную работу в области квантовой электроники, которая привела к созданию генераторов и усилителей, основанных на лазерно-мазерном принципе».
Тем временем в лаборатории Николая Басова разрабатываются мощные лазеры на кристаллах рубина и неодимовом стекле, создается мощный фотодиссоционный йодный лазер наносекундных импульсов. В 1968 году в лаборатории были получены первые нейтроны при лазерном облучении мишеней из дейтерированного лития. Результаты экспериментов послужили мощным стимулом для дальнейшего развития работ по лазерному термоядерному синтезу.
В 1971 году в ФИАНе создается первая многоканальная лазерная установка на неодимовом стекле, обеспечивающая сферическое облучение для сжатия лазерных мишеней (в США первая установка со сферическим облучением мишеней на том же уровне энергии была создана на несколько лет позже).
Через четыре года Н.Г. Басов с сотрудниками предложили концепцию сравнительно длинных импульсов, умеренных лазерных потоков и тонких оболочечных мишеней, в которой снимался ряд трудностей, связанных с вложением лазерной энергии в плазму. В настоящее время эта концепция низкоэнтропийного сжатия имеет всеобщее признание; во всех экспериментальных исследованиях по ЛТС используются оболочечные мишени.
Большое внимание Николай Геннадьевич уделял работам по газовым лазерам. В 1962 году его сотрудниками была впервые в СССР получена генерация в гелий-неоновом лазере. Позднее он проводил исследования по использованию маломощных газовых лазеров для высокостабильных стандартов частоты.
Уже в начале 1960-х годов Н.Г. Басов определил одну из главных тенденций в развитии лазерной техники – создание мощных высокоэнергетичных лазеров как непрерывных, так и импульсных. Они были необходимы для термоядерного синтеза, лазерной технологии, лазерной локации Луны и решения целого ряда других задач. В дальнейшем по инициативе Н.Г. Басова были развернуты работы по мощным газовым лазерам с привлечением промышленных организаций.
В 1963 году в статье «Получение отрицательных температур методом нагрева и охлаждения системы» Н.Г. Басов (совместно с А.Н. Ораевским) обосновал получение инверсной населенности при тепловой накачке. Несколько позже с соавторами он обсуждал возможности создания химических лазеров при использовании смеси водорода с хлором и водорода с фтором. Как известно, именно последняя смесь обеспечивает работу мощных химических лазеров.
В это же время в лаборатории квантовой радиофизики под руководством Н.Г. Басова начались активные работы по импульсным фотодиссоционным лазерам и лазерам на основе вынужденного комбинационного рассеяния.
Еще в 1964 году Николай Басов в своей Нобелевской лекции предложил использовать электронные пучки для возбуждения конденсированных инертных газов с целью получения генерации в коротковолновой области спектра. Первый эксимерный лазер был создан в лаборатории Басова в 1970 году. Современные эксимерные лазеры обладают высокой пиковой и средней мощностью и занимают одно из главных мест среди лазеров, перспективных для использования в микролитографии. В 1971 году Н.Г. Басов с сотрудниками лаборатории создал и первый электроионизационный лазер на углекислом газе.
В 1973 году Н.Г. Басов избран директором ФИАНа. Под его руководством крупнейший институт Академии наук СССР продолжил заложенные предшествующими руководителями – академиками С.И. Вавиловым и Д.В. Скобельцыным – традиции в открытии новых и развитии перспективных направлений практически во всех областях современной физики.
Николай Басов многое сделал для модернизации и дальнейшего развития ФИАН. В 1963 году по его инициативе в подмосковной Красной Пахре было создано ОКБ института, которое стало незаменимым помощником ученых в обеспечении исследований важными экспериментальными установками, оборудованием и материалами.
В 1980 году по инициативе Н.Г. Басова в Куйбышеве (ныне – Самара) был организован филиал ФИАНа, стремительно развившийся в ведущий в стране центр по лазерной технике и технологии.
Велик вклад Николая Басова в организацию работ по квантовой электронике. По его инициативе был создан ряд отраслевых научно-исследовательских институтов, занимающихся различными прикладными вопросами лазерной техники. Эти НИИ тесно и плодотворно сотрудничают с учеными ФИАН в решении актуальных задач создания и промышленного внедрения приборов квантовой электроники. Под руководством Н.Г. Басова был разработан и реализован ряд комплексных программ по развитию важнейших направлений квантовой электроники.
Много сил отдавал Николай Геннадиевич подготовке научных кадров высшей квалификации. Его учениками являлись около 60 докторов и более 300 кандидатов наук. С 1976 года под его руководством и при его участии в Ростове регулярно проводились Всесоюзные школы по физике, где выдающиеся ученые знакомили молодых физиков с последними достижениями и еще нерешенными проблемами современного естествознания.
По инициативе Николая Басова в МИФИ в 1971 году был организован специальный факультет физики, на который принимаются лучшие студенты-физики с 3-го курса всех университетов страны, причем к научной работе они приобщаются в ФИАНе.
Н.Г. Басов возглавлял кафедру квантовой электроники в Московском инженерно-физическом институте, ставшую одним из ведущих центров по подготовке высококвалифицированных специалистов в этой области.
Руководя крупными научными коллективами, Николай Геннадиевич всегда находил время для пропаганды науки и распространения научных знаний. Его перу принадлежат десятки обзорных и популярных статей, в которых он излагал и пропагандировал достижения физики, стремясь сделать их достоянием широких кругов общественности. Много сделал он на посту председателя правления Всесоюзного просветительского общества «Знание» (1978–1990 ).
Большую известность приобрела работа Н.Г. Басова как главного редактора журналов «Природа», «Наука» Квант» и «Квантовая электроника». Последний за два десятка лет существования стал одним из основных журналов в своей бурно развивающейся области не только в нашей стране, но и во всем мире. Также Н.Г. Басов являлся членом редколлегии журнала «Il Nuovo Cimento».
За выдающиеся научные достижения Николай Басов в 1962 году был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1966 году – действительным членом АН СССР. С 1967-го по 1990 год он являлся членом Президиума Академии наук, а с 1990 года – советником Президиума РАН.
Наряду с большой научной и организационной работой Николай Басов активно участвовал в общественной жизни страны и в международных научных организациях (ВФНР, МАГАТЭ, ЮНЕСКО). В 1974– 1989 годах являлся депутатом Верховного Совета СССР, с 1982 по 1989 год – членом Президиума Верховного Совета СССР. С 1991 года входил в Экспертный совет при Председателе Правительства Российской Федерации.
Выдающиеся достижения Н.Г. Басова в развитии современной физики получили широкое международное признание. Он являлся вице-председателем исполнительного совета Всемирной федерации научных работников, членом Советского комитета защиты мира и Всемирного Совета Мира, иностранным членом Академии наук ГДР, Чехословацкой академии наук, Болгарской академии наук, Польской академии наук, Шведской королевской академии инженерных наук, членом Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина», Европейской академии наук и искусств в Зальцбурге, Европейской академии наук, искусств и литературы в Париже, почетным членом Международной академии наук в Мюнхене, Физического общества Болгарии, Общества Марка Твена (США), заслуженным членом Американского оптического общества, Индийской национальной академии наук, почетным доктором наук Йенского, Павийского (Италия), Мадридского политехнического, Технического (город Карл-Маркс-Штадт) университетов, Военно-технической академии (Польша), Пражского политехнического института.
За большие заслуги в развитии науки Н.Г. Басов удостоен Нобелевской премии по физике, Ленинской премии, Государственной премии СССР, премии Калинги ЮНЕСКО, звания дважды Героя Социалистического Труда.
Награжден орденом «За заслуги перед Отечеством» II степени, пятью орденами Ленина, орденом Отечественной войны II степени, большой Золотой медалью имени М.В. Ломоносова АН СССР, орденом Кирилла и Мефодия I степени (Болгария), Золотой медалью Чехословацкой академии наук, Золотой медалью имени А. Вольты Университета города Павия, Командорским крестом ордена «Заслуги» (Польша), Золотой медалью Словацкой академии наук, медалью имени Эдварда Теллера и многими другими.
В 1986 году в городе Усмани Липецкой области установлен бронзовый бюст у дома, где родился ученый. В честь 70-летнего юбилея знаменитого земляка было принято решение о присвоении Н.Г. Басову звания «Почетный гражданин города Усмани». Его именем названа одна из улиц города. В столице Черноземья, городе Воронеже, именем Николая Басова названа школа №58, ставшая гимназией.
В 2012 году, к 90-летию со дня его рождения, в Усмани прошли торжественные мероприятия. В районной библиотеке открылась выставка литературы, на которой представлены научные труды выдающегося ученого. В краеведческом музее состоялся вечер под названием «Жизнь, отданная науке». С некоторых пор усманские краеведы утверждают, что Н.Г. Басов родился не 14-го, а 22 декабря, в связи с чем приурочивают памятные мероприятия к этой дате.