100 знаменитых ученых - [249]

После демобилизации Александр Михайлович возвратился в институт им. П. Н. Лебедева, где решил продолжить свои довоенные исследования. Он был первым аспирантом института, вернувшимся живым с фронта.

Новым руководителем Прохорова стал доктор наук Сергей Михайлович Рытов. Именно он помог Александру активно включиться в актуальные исследования.

Будущий ученый начал исследовать нелинейные колебания. Он занимался теоретическими расчетами по теме «Стабилизация частоты лампового генератора в теории малого параметра». Эти работы легли в основу его кандидатской диссертации, посвященной теории нелинейных колебаний, которую он защитил в 1946 году.

В 1947 году Прохоров начал изучать движение частиц в синхротроне. Молодому ученому передали в распоряжение первый бетатрон, построенный в Советском Союзе П. А. Черенковым. Александр Михайлович вместе с сотрудниками перевел его в режим синхротронного ускорения для изучения синхротронного излучения в области сантиметровых радиоволн.

В результате серии тонких экспериментов с синхротронным излучением Прохоров доказал возможность использования его в качестве источника когерентного излучения в сантиметровом диапазоне длин волн. Также ученый определил уровень мощности и основные характеристики источника, предложил метод определения размеров электронных сгустков.

В январе 1948 года Прохорову вместе с другими работниками лаборатории была присуждена премия имени Л. И. Мандельштама. Среди работ, отмеченных АН СССР, были и исследования, которыми серьезно занимался Прохоров, а именно «К теории стабилизации частоты ламповых генераторов», «Стабилизация частоты в теории малого параметра» и «О теории стабилизации частоты».

12 ноября 1951 года Александр Михайлович успешно защитил докторскую диссертацию, в основу которой легли последние исследования ученого по изучению синхротронного излучения, и был удостоен степени доктора физико-математических наук.

Наука в СССР в то время начала развиваться семимильными шагами. Лаборатория, в которой работал Прохоров, занималась уже целым рядом различных научных вопросов, наиболее популярным из которых стала радиоастрономия. Еще в 1948 году Александр Михайлович начал серию первых в СССР исследований в радиоспектроскопии, предполагая точно определить структуры молекул.

В 1950 году молодого ученого назначают заместителем директора лаборатории колебаний. В лаборатории появляются новые ученые с уже известными в науке именами. В это время Прохоров организовывает группу молодых физиков, вместе с которой позже совершит ряд известных открытий. А после ухода в 1954 году руководителя лаборатории академика М. А. Леонтовича в Институт атомной энергии он становится заведующим лабораторией. В это время почти все научные работы Прохорова касались радиоспектроскопии.

В лаборатории Александра Михайловича вели свои научные исследования лучшие физики СССР. Поскольку число направлений все время расширялось, в лабораторию стремились попасть многие молодые перспективные ученые. Используя передовые методики, команда Прохорова провела ряд важных фундаментальных исследований, в результате чего лаборатория колебаний стала «пилотной» лабораторией в СССР в области радиоспектроскопии. С помощью точных приборов Прохоров с сотрудниками изучил вращательные и колебательные спектры молекул, в частности так называемых асимметричных волчков, обладающих тремя различными моментами инерции.

Кроме спектроскопических исследований Александр Михайлович занимался различными теоретическими вопросами, среди которых можно выделить задачу стабилизации частоты источников излучения СВЧ-диапазона. Он исследовал применение микроволновых спектров поглощения для усовершенствования эталонов частоты и времени. В это время ученый начал свое сотрудничество с Николаем Геннадиевичем Басовым.

Можно с уверенностью сказать, что эта работа стала первым шагом в создании новой области физики – квантовой электроники.

Совместное сотрудничество ученые вели в течение десяти лет, совершив одно из самых важных открытий физики XX века – создав лазер. Предыстория этого открытия описана в очерке «Николай Геннадиевич Басов».

Детально проанализировав работы Эйнштейна и других ученых, посвященные исследованию испускания и поглощения излучения молекулами, Прохоров и Басов изобрели метод усиления поступающего излучения. В своих опытах советские физики использовали неоднородные электрические и магнитные поля, с помощью которых выделяли возбужденные молекулы. После этого облучали вещество излучением специальной частоты, фотоны которого имели энергию, равную разности возбужденного и основного состояния молекулы. В итоге возникало индуцированное излучение той же частоты, которое усиливало подающий сигнал.

В начале 1952 года Прохоров вместе с Басовым начал разработку молекулярного генератора, который не только усиливал возбудимость молекул, но и генерировал излучение с частотой, которая точно определялась энергетическими уровнями молекул.

На Всесоюзной конференции по радиоспектроскопии в мае 1952 года ученые представили первые результаты своих теоретических исследований и разработанную на их основе конструкцию оптического квантового генератора (ОКГ).