Молекулярный квантовый генератор — мазер

Мазер — это установка, необходимая для работы атомных часов и всех современных систем точного времени. Мазеры используются в навигации, спутниковой связи, ракетостроении, контроле ядерного синтеза в реакторах и в целом делают привычный технологический комфорт XXI века возможным.

В 1945 году американские ученые предложили в качестве нового стандарта измерения времени использовать частоту колебания атома. Концепт таких часов был создан уже в 1949 году, а в 1950-х их точность повысилась, так как для измерения частоты стали использовать атомы цезия. Принцип работы таких часов основан на том, что атомы цезия возбуждаются и дают излучение определенной частоты, которая не зависит от внешних факторов и потому берется за стандарт измерения.

Первый опытный образец мазера был собран группой под руководством физика Чарльза Таунса в Колумбийском университете в 1953 году. Название «мазер» появилось именно в этой лаборатории: это сокращение словосочетания microwave amplification by stimulated emission of radiation («усиление микроволн с помощью вынужденного излучения»); его предложил Чарльз Таунс. Для работы мазера необходим источник возбужденных атомов или молекул и резонатор, который хранит их излучение.

Однако мазер из коллекции МИФИ был создан не в США, а в СССР физиками Николаем Басовым и Александром Прохоровым. В 1952 году они выступили на конференции с докладом, в котором описывали теоретические основы работы мазера. В этом исследовании советские ученые опередили американца Таунса, которому, впрочем, удалось первым собрать работающий экземпляр, что стало прямым доказательством справедливости и точности предложенной теории. Как бы то ни было, комитет Нобелевской премии решил, что премии за изобретение мазера достойны все трое.

Еще через два года была опубликована подробная статья Басова и Прохорова о мазерах, после чего изобретатели обратились к теоретической разработке лазеров и заложили основы лазерной физики.

В мазерах, созданных Басовом и Прохоровым, использовался аммиак, в современных мазерах применяется водород. Российские водородные мазеры выпускаются в Нижнем Новгороде и считаются одними из самых точных в мире. Именно благодаря мазерам российская система стандартов входит в пятерку по точности.

Где хранится: Музей истории НИЯУ Московский инженерно-физический институт

---

Ещё на эту тему: Атомное время: как мы боялись заблудиться в море, а оказались в открытом космосе

---