Лазер стал настоящим подарком для медиков. С его помощью хирурги могут рассверливать тромбы, закупорившие вены, или разрезать тончайшие капилляры, оставляя неповрежденной соседнюю ткань. Чаще всего используется термическое действие лазера: при нагреве ткани от 60 до 100 градусов белок коагулирует (свертывается), а при нагреве выше 300 градусов ткань испаряется. Данные эффекты можно комбинировать, поэтому лазер применяют для разрезания сильно кровоточащих тканей, например тканей печени или селезенки. Другие области его применения – горло, желудочно-кишечный тракт, носовая полость, ушные раковины.
Поразительная точность лазерного «скальпеля» делает его незаменимым инструментом врача-офтальмолога.
Так, с помощью лазера можно корректировать близорукость или дальнозоркость. По оценкам экспертов, в Германии, например, в течение трех ближайших лет число операций, проводимых офтальмологами с применением лазера, возрастет в три с лишним раза – с 60 000 (в 2002 году) до 200 000 (в 2005 году).
Лазерная офтальмология только входит в наш быт. Еще в середине девяностых годов подобные операции с использованием лазера часто оканчивались неудачей, и, «выздоровев», пациент видел хуже, чем до начала лечения. Сейчас, поданным исследования, проведенного швейцарскими медиками, лишь в семи процентах случаев больные, перенесшие лазерные операции на роговице, сталкиваются потом с различными осложнениями. «Если, конечно, не считать, что у каждого второго пациента ухудшается ночное зрение», – добавляют они.
Медики используют лазер не только для оперативного вмешательства, но и для фундаментальных исследований. Их планы обещают многое. Сейчас ученые стремятся создать сверхбыстрые лазеры, которые помогут поэтапно изучить химические реакции, протекающие в живых клетках. Это позволит выяснить структуру молекул, вызывающих различные заболевания. Зная ее, можно изготавливать лекарства, которые целенаправленно воздействовали бы на эти молекулы.
С помощью лазера можно врачевать и погоду. Так, немецкие физики разработали лазер, который может защитить от грозы. Если направить его луч на грозовое облако, оно моментально разрядится, и молнии не причинят вред. Подобная система уже опробована в лаборатории.
Впрочем, лазер может не только сражаться с грозой и тучами, наползающими на город. Он вполне сумеет оценить загрязнение атмосферы. Для этого в небо направляют мощные вспышки, длящиеся несколько триллионных долей секунды. Частота этих световых лучей разнится. Некоторые из них поглощаются атмосферой; другие, отразившись от аэрозолей, возвращаются на землю. Прибор улавливает отраженные волны и по изменению их длины оценивает, чем загрязнен воздух.
Так, от медицины мы перешли к физике. Здесь лазер тоже добился немалых успехов. С его помощью можно изучать «кирпичики мироздания» – атомы, наблюдая за отдельными их движениями и даже за перемещением электронов от атома к атому – процессом, который длится несколько сотен фемтосекунд (фемто – десять в минус пятнадцатой степени). Полученные данные можно использовать при создании новых оптико-электронных приборов, предназначенных для сверхбыстрой обработки сигналов в компьютерных системах и системах связи.
Впрочем, лазер может наблюдать не только за атомами, но и за спутниками. Уже в 2001 году американские военные попробовали применить лазерную пушку против спутника и вывели из строя всю его электронику. Однако этот опыт показал, что, нацеливая лазерное оружие в небо, военные играют в «русскую (точнее, уж в американскую. – А.В.) рулетку». Часть лучей после попадания в цель отражается, причем направление их рассеяния трудно предсказать. Отраженные лучи могут вывести из строя оптические сенсоры других спутников, в том числе своих собственных. Пока не ясно, как избежать этой опасности, тем не менее военные планируют уже к 2007 году завершить работу над созданием лазерного оружия, которое будет уничтожать вражеские спутники и ракеты. Так «скальпель» XXI века становится еще и «пушкой» XXI века. Лазер ведь всемогущ!
Возможно, что его луч станет еще и электростанцией двадцать первого и иже с ним веков. Ведь на 2008 год намечен еще один, самый удивительный проект, связанный с лазером: проект по созданию термоядерного реактора нового типа.
Задача архисложна, ведь внутри реактора должна протекать та же реакция, что и в недрах Солнца. Там ядра водорода сливаются друг с другом, образуя гелий. При этом выделяется огромное количество энергии. Если бы уцалось построить реактор, действующий по тому же принципу, мы навсегда разрешили бы энергетическую проблему, ведь водород – это дешевое сырье – на нашей планете имеется в избытке.
Первые опыты по созданию термоядерного реактора проводились еще в 1980-е годы. В них использовались самые мощные в мире лазеры. Эксперименты окончились ничем, поскольку подобный реактор, занимавший целый комплекс зданий, потреблял гораздо больше энергии, чем вырабатывал ее. На очереди – еще одна попытка.
В США, в Ливерморской лаборатории, сооружают лазерную установку размером с футбольный стадион. Здесь выстроятся 192 лазерные пушки. В 2008 году их лучи – их обшая мощность достигнет 500 триллионов ватт – будут на четыре миллиардных доли секунды направлены на атомы водорода, генерируя термоядерную реакцию. По расчетам ученых, в результате выделится в десять раз больше энергии – 5000 триллионов ватт.
