В Ивановской области наследие нобелевских лауреатов Николая Басова и Александра Прохорова заставило «заговорить» камни древней крепости. В 2024 году, спустя 60 лет после величайшего открытия физиков, лазерные технологии совершили прорыв в археологии, позволив с беспрецедентной точностью зафиксировать и изучить фортификационный памятник XVII века — крепость «Белый город» в Юрьевце.
В 1964 году советские физики Александр Прохоров и Николай Басов совместно с американцем Чарльзом Таунсом были удостоены Нобелевской премии по физике. Они совершили переворот в науке, разработав принципы работы квантовых генераторов — мазеров и лазеров.
Что такое лазер? Аббревиатура расшифровывается как Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation («усиление света посредством вынужденного излучения»). Если просто, лазер — это устройство, которое преобразует энергию в необычный свет: очень узкий, невероятно мощный и чистый. В отличие от рассеянного света лампы, лучи лазера движутся согласованно, что позволяет ему быть точным инструментом для резки металла, проведения хирургических операций или передачи информации по оптоволоконным кабелям.
Путь к открытию был непростым. Существует легенда, что когда Прохоров решил кардинально сменить направление исследований, его команда отнеслась к этому без энтузиазма. Тогда учёный взял молоток и разбил все старые приборы в лаборатории, чтобы без колебаний двигаться вперёд. Этот решительный шаг в итоге привёл советскую науку к Нобелевской награде.
Читая нобелевскую лекцию, Прохоров отметил, что создание генератора для любой заданной частоты излучения значительно расширит область применения лазеров. «Понятно, что если мы создадим лазер с частотой развертки, то, по-видимому, сможем воздействовать на молекулу таким образом, что будут возбуждаться определенные связи и, таким образом, химические реакции будут протекать в определенных направлениях. Однако эта проблема не будет простой даже после разработки соответствующих лазеров. Но ясно одно: проблема чрезвычайно интересная и возможно, ее решение сможет произвести революцию в ряде отраслей химической промышленности», - заявил ученый.
Басов его поддержал и в своем выступлении отметил, что область полупроводниковой квантовой электроники всё ещё находится в зачаточном состоянии, но уже видны пути преодоления ее недостатков. «Совершенно ясно, в каком направлении следует двигаться, чтобы развивать полупроводниковую квантовую электронику и расширять сферу применения полупроводниковых лазеров. Всё это даёт основания надеяться, что полупроводниковая квантовая электроника продолжит играть фундаментальную роль в развитии лазеров», - завершил лекцию Николай Басов.
Прохоров и Басов имели невероятно широкий научный кругозор. Он активно развивали новые направления и находили им практическое применение.
Сейчас мы сталкиваемся с лазерами, даже не задумываясь: сканеры штрих-кодов на кассах супермаркетов, лазерные принтеры, оптические диски, лазерные указки и системы световых шоу. Встал лазер и на страже истории.
Лидар (LiDAR) — технология дистанционного зондирования, которая является прямым потомком изобретения Басова и Прохорова. Она использует лазерные импульсы для точного измерения расстояний до земной поверхности, позволяя создавать цифровые модели рельефа, скрытого под густой растительностью.
Применение этой технологии в Юрьевце дало ошеломляющие результаты. Специалисты Института археологии РАН составили точный трёхмерный план крепости «Белый город», до мельчайших деталей отобразив расположение и размеры крепостной стены, вала и пятиугольных бастионов. Вся работа по сканированию заняла у исследователей всего три дня. Для сравнения, традиционная съёмка с помощью спутниковой навигации и тахеометра заняла бы около полутора недель.
Теперь у историков и археологов появился качественный топографический план, который является не только инструментом для текущего изучения, но и полезным документом для будущих поколений исследователей, позволяющим отслеживать любые изменения состояния памятника.
Так, спустя десятилетия после своего триумфа, луч, рождённый гением Басова и Прохорова, продолжает служить человечеству. В Ивановской области он соединил передовую физику XX века и историю земли русской. Это блестящий пример того, как фундаментальное научное открытие находит своё применение в самых разных сферах жизни, помогая нам не только уверенно смотреть в будущее, но и бережно хранить память о прошлом.
Проект «Нобелевские лауреаты» выполняется при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Десятилетия науки и технологий, объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.