Превращения гиперболоида инженера Гарина - [44]

Ученый не может рассчитывать на бетонное шоссе. Его судьба — бездорожье. Он не может рассчитывать даже на незаметную тропку. Ведь первую тропинку должен проложить именно он, первооткрыватель. Расширять ее, мостить и заливать бетоном будут другие. Может быть, и он тоже. Ведь это не менее трудно и почетно. Но иногда нужно идти и по целине. И, глядя при этом на далекую вершину, можно прозевать не менее прекрасную, скрытую соседним холмом.

Так случилось с методом трех уровней. Отдав все свои помыслы погоне за стабильностью, Басов и Прохоров забыли об опороченном методе. Правда, впоследствии Басов вместе с одним из своих сотрудников, Б. Д. Осиповым, применив этот метод, заставил генерировать пары одного химического соединения. В этой работе они тоже стремились к точности, но отнюдь не к уменьшению погрешности частоты. Их целью было подробное изучение строения молекул этого соединения и ядер входящих в них элементов.

Еще позже, как мы увидим, метод трех уровней найдет чрезвычайно широкое применение, и мы еще не раз убедимся в его возможностях.

Создатели стандартов частоты с оптической накачкой, да и все с ними соприкасавшиеся, не могли не заметить глубокой общности метода оптической накачки и метода трех уровней.

И колесо истории (конечно, не главное колесо, а малое, управляющее лишь одной областью науки) начало новый оборот. Во многих лабораториях нашлись энтузиасты, пожелавшие заставить стандарты частоты с оптической накачкой стать генераторами. Их не пугала обескураживающая работа Канторовича и Прохорова. Они четко сформулировали задачу. Создать стандарт частоты более удобный, простой и дешевый, чем другие, пусть за счет несколько меньшей точности.

Однако создание активной среды еще не достаточно для генерации. Необходимо, как мы знаем, достичь того, чтобы запас энергии в активной среде, способность атомов к усилению были достаточными для компенсации всех потерь энергии в системе, в том числе потерь в системе обратной связи.

Это требование в течение долгого времени стояло на пути всех исследований. Здесь возникало множество трудностей. Долго не удавалось создать достаточно мощного источника света накачки, дающего необходимо узкую спектральную линию. Источник не обеспечивал нужной стабильности излучения. После того, как эти трудности были преодолены, пришлось бороться с тем, что в рабочих колбочках было слишком мало атомов рубидия — наиболее подходящего для этой цели металла. Попытки увеличить их количество приводили к их более частым столкновениям, то есть к уширению спектральной линии, а это, в свою очередь, делало генерацию невозможной. Необходимость улучшить качество резонатора вступала в противоречие с тем, что внутрь него должен был проходить свет накачки.

Успех пришел к американскому ученому Давидовичу и его сотрудникам. Он пришел к тем, кто сумел взглянуть на задачу новыми глазами — от чего-то, ставшего, казалось, обязательным, отказаться, что-то добавить. Как тут не вспомнить великого Родена, который сказал, что камень превращается в скульптуру тогда, когда с него удалено все лишнее. Здесь излишней оказалась колбочка, стенки которой поглощали часть радиоволн. Ведь стенки этой колбочки, справедливо рассуждал Давидович, вносят в резонатор потери, делающие генерацию невозможной. Зачем же она тогда нужна? Но, отказавшись от колбочки, исследователи должны были изготовить резонатор из материала, не реагирующего с рубидием и имеющего малое электрическое сопротивление. Обычно применяемые для покрытия резонаторов серебро и золото поглощают рубидий, образуя с ним род амальгамы, и поэтому не подходят. Давидович не поленился и провел большую работу по изысканию новых веществ, он испытал кучу материалов. Удачным оказался резонатор из нержавеющей стали, покрытый изнутри слоем меди. Так Давидовичу и его коллегам удалось сконструировать очень хороший резонатор, имеющий весьма малые потери. Новшества не ограничились лишь отказом от колбочки. В приборе были применены другие усовершенствования. Одна из стенок резонатора была ажурной. Ведь она должна хорошо пропускать свет! Особенно остроумно была решена задача настройки резонатора и его изоляции от внешнего воздуха.

Настойчивость и изобретательность привели к успеху. При включении газоразрядной лампочки, освещавшей пары рубидия, находящиеся в резонаторе, в нем начали возбуждаться радиоволны. В отличие от молекулярного и водородного генераторов здесь не было пучков молекул или атомов. Здесь в чистом виде работала система возбуждения вспомогательным электромагнитным полем.

Новый генератор уже сейчас излучает примерно в тысячу раз большую энергию, чем водородный, и является самым монохроматическим генератором радиоволн. Это значит, что относительная ширина излучаемой им спектральной линии меньше, чем во всех существующих приборах. Рубидиевый генератор моложе своих квантовых коллег. Его возможности еще недостаточно изучены. Однако уже теперь ясно, что в некоторых областях техники он вытеснит своих старших братьев.

ОТ ЧАСОВ К КОМПАСУ

— Снимите, пожалуйста, часы, — сказал молодой человек и положил мои часики в ящик стола.