Šiemet gegužės 16 d. sukako 60 metų, kai buvo paleistas pirmasis pasaulyje lazeris. Šio lazerio sukūrimo istorija yra labai savotiška ir dar kartą įrodo, kad net mokslo pasaulyje procesai dažnai vyksta nepaisant logikos dėsnių.
Šiemet gegužės 16 d. sukako 60 metų, kai buvo paleistas pirmasis pasaulyje lazeris. Šio lazerio sukūrimo istorija yra labai savotiška ir dar kartą įrodo, kad net mokslo pasaulyje procesai dažnai vyksta nepaisant logikos dėsnių.
 Asociatyvi nuotr. Pixabay.com |
|---|
Indukuoto spinduliavimo principą, kuriuo pagrįstas kiekvieno lazerio veikimas, A. Einšteinas numatė dar 1917 m., tačiau tik 1958 m. Č. Taunsas ir A. L. Šavlovas moksliniame straipsnyje teoriškai pagrindė būtinas fizikines lazerio sukūrimo sąlygas. Šis straipsnis – tai savotiškas „startinis pistoleto šūvis“ prasidėjusiose didžiosiose viso pasaulio mokslinių laboratorijų lenktynėse dėl pirmojo lazerio sukūrimo. Šiose lenktynėse dalyvavo praktiškai visos garsiausios pasaulio mokslinės laboratorijos, buvo suburtos geriausių šios srities specialistų grupės, skirtos didžiulės pinigų sumos. Prireikė dar dvejų metų, kol 1960 m. T. H. Meimanui (T. H. Maiman) pirmajam pavyko eksperimentiškai realizuoti šią idėją.
T. H. Meimano lazerio sukūrimo istorija tikrai verta dėmesio, nes, vertinant pagal logiškai pagrįstas mokslines prielaidas, jis praktiškai turėjo mažiausiai šansų tai padaryti. T. H. Meimanas lazerio aktyviąja terpe pasirinko rubiną, kuris daugelio, net paties A. L. Šavlovo, iš pradžių buvo pripažintas kaip visiškai netinkama lazerine terpe. Vien dėl to darbas turėjo baigtis nesėkme. Tačiau, visų didelei nuostabai, T. H. Meimanas buvo pirmasis, kuris sukūrė lazerį.
Jo sėkmę galima paaiškinti keletu priežasčių: iki kaulų smegenų pragmatikas, kuriam kur kas svarbiau buvo sukurti veikiantį prietaisą, nei išrasti lazerį. Nemažą reikšmę turėjo ir tai, kad garsiajame Stanfordo universitete buvo įgijęs dvi šiam darbui labai pravertusias specialybes – fiziko ir inžinieriaus. Pagaliau ir kompanija, kurioje dirbdamas tai padarė („Hughes Research Laboratories“), buvo gerai žinoma JAV ir joje dirbo pripažinti savo sričių specialistai.
Dėl visų šių veiksnių ir begalinio savo užsispyrimo T. H. Meimanas, dirbdamas praktiškai vienas, sugebėjo aplenkti daugelį kitų garsių mokslininkų, tuo metu skyrusių lazerio sukūrimo problemai pagrindinį dėmesį. Dar reikia pabrėžti, kad T. H. Meimanas, kaip ir daugelis kitų garsių išradėjų, visiškai nepaisė autoritetų nuomonės, tyrimų išvadas pagrįsdamas savo skaičiavimais ir stebėjimais. Įdomu ir tai, kad, kai lazeris pradėjo veikti ir apie tai reikėjo pranešti mokslo bendruomenei, T. H. Meimaną ištiko tokia nesėkmė, kuri visą jo atliktą milžinišką darbą galėjo paversti niekais. Mat, kai jis nutarė išspausdinti straipsnį rimtame moksliniame žurnale „Physical Review Letters“, pagrindinis redaktorius, garsus teoretikas S. Goudsmitas (S. Goudsmit) jo straipsnį atmetė net neskaitęs, nes pamanė, kad straipsnių apie lazerių veikimo principus yra pateikta gan daug ir dar viename tikrai nebus nieko naujo.
Tačiau ne veltui T. H. Meimanas garsėjo kaip sumanus užsispyrėlis: jis skubiai nusiuntė trumpą savo darbo aprašymo santrauką (300 žodžių) į Anglijos mokslinį žurnalą „Nature“ ir šis tuoj pat jį išspausdino. Taip buvo užtvirtintas T. H. Meimano prioritetas. Vėliau T. H. Meimanas medžiagą apie savo atliktą eksperimentą išspausdino ir prestižiniame žurnale „Physical Review“ ir kituose.
Šio lazerio sukūrimo istorijoje buvo dar keletas kurioziškų detalių. Kai fotografai atėjo nufotografuoti pirmojo lazerio, nusivylė jo dydžiu ir iš karto ėmėsi „kūrybinio“ darbo – lazerį kaupinanti optinė lempa buvo pakeista į daug didesnę. Taip pasauliui pateiktoje nuotraukoje užfiksuotas visiškai ne tas lazerio maketas. T. H. Meimanas ramiai reagavo į tokį nesusipratimą, nes jam svarbiausia buvo tai, kad jo sukurtas prietaisas veikė, ir jį mažiausiai jaudino, kaip jis atrodo nuotraukoje. Tuo metu vienas iš lazerio teorinio veikimo principų pagrindėjų – A. Šavlovas – drauge su savo grupe garsiosios „Bell“ kompanijos laboratorijoje irgi karštligiškai buvo užsiėmę lazerio technine realizacija. Sužinoję apie T. H. Meimano sėkmę, jie dar tais pačiais metais atkartojo jo eksperimentą: lazerio spinduliuotę išgavo panaudodami jų pačių anksčiau sukritikuotą rubino kristalą, tačiau norėdami palengvinti generacijos sąlygas, parinko gerokai didesnes aktyvatoriaus koncentracijas.
T. H. Meimanas prisipažino, kad rubino kristalą jis pasirinko kaip pradinį variantą, nors puikiai žinojo, kad būtent su juo jis turės daug problemų dėl jo trijų darbinių lygių sistemos, kurios kaupinimui reikės daug energijos. Kaupinimui jis pasirinko ksenono impulsinę blykstę, naudojamą apšvietimui, kai fotografuojama iš lėktuvo.
Viena pagrindinių priežasčių, kodėl jis pasirinko rubino kristalą, buvo ta, kad rubino spinduliuotė buvo matomoje (raudonojoje) spektro srityje, o tai palengvino ją registruoti – užfiksuoti pradinę generaciją. Dar viena jo įžvalga: jis sugalvojo labai paprastą rezonatoriaus variantą – užgarino sidabro veidrodžius tiesiog ant kristalo galų.
Kai pamatai, kiek techninių problemų išsprendė vienas žmogus, negali juo nesižavėti. T. H. Meimanas į lazerio kūrimo lenktynes įsitraukė kur kas vėliau nei kiti – tik 1959 m. rugpjūčio mėn., kai daugelis mokslinių grupių jau buvo pradėjusios darbus šioje srityje. Mokslinė intuicija jam sakė, kad kiti kol kas eina tik klystkeliais. Jis sukūrė savo lazerį per 9 mėnesius, kompanijai jo tyrimai atsiėjo 50 tūkst. dolerių. O kitų garsių mokslininkų darbai kuriant panašų lazerį atsiėjo nuo pusės iki vieno milijono dolerių. Tiesa, gerokai vėliau, tik 1984 m., jam buvo išduotas rubino lazerio patentas.
Fizikos mokslų dr. Vidimantas Kabelka
