Получение Государственных премий двух уровней за разработку лазера на свободных электронах (ЛСЭ) заместитель директора ИЯФ СО РАН и один из лауреатов премии Новосибирской области академик Геннадий Кулипанов назвал «приятной накладкой». Говоря о присуждении, академик рассказал, что изначально в списке лауреатов областной премии был и доктор физико-математических наук Николай Винокуров, которого пришлось «исключить» вследствие вручения Государственной премии РФ. Дважды за одно и то же премии давать не принято.
«Николай Винокуров является «человеком номер 1» по созданию лазеров на свободных электронах у нас в Институте и одним из ведущих экспертов в мире по этому направлению. Вся идеология ондуляторов, которые являются ключевым элементом лазеров на свободных электронах, разработана Николаем Александровичем. Присужденная Государственная премия – реальное отражение его вклада в эту область», – рассказывает Геннадий Кулипанов.
По словам Геннадия Кулипанова, проект мощного лазера на свободных электронах ученые института задумали давно. Работы шли в течение 30 лет – от первых размышлений до сегодняшнего дня с очень «интересными результатами в промежутках». В 2003 году лазер был запущен, став самым мощным в мире источником терагерцового (субмиллиметрового) электромагнитного излучения.
«Самое простое и явное отличие новосибирской установки от других лазеров касается параметров излучения. Средняя мощность излучения – 500 Вт, что в 10 или 100 раз выше, чем у других источников излучения в том же диапазоне. Также у нас есть существенное преимущество по пиковой мощности, достигающей 1 МгВт. При всем этом у нашей установки много технических отличий от 2 аналогичных: не по параметрам излучения, а по устройству источников, находящихся в Америке и в Японии», – объясняет Николай Винокуров.
Одним из главных достоинств и отличий новосибирской установки ЛСЭ является возможность перестраивать длину волны.
«Другие лазеры – монохроматические источники, они работают в узких диапазонах длин волн. Каждый такой лазер можно считать «маленьким стандартом частоты. В отличие от других лазеров, ЛСЭ имеет возможность настраиваться или подстраиваться, – рассказывает лауреат Государственной премии Новосибирской области кандидат физико-математических наук Виталий Кубарев о возможном применении ЛСЭ в научных исследованиях и приводит простейшие примеры. – У молекул есть наборы собственных частот, под которые надо подстроиться, чтобы осуществить эффективное воздействие на них. Грубо говоря, на молекулу надо воздействовать с частотой, аналогичной ее собственной частоте, ввести систему в резонанс, последствием которого станут разрушение связей. Самое простейшее и примитивное применение ЛСЭ – разрывание водородных связей в молекуле, а самое тонкое – переход системы из одного энергетического состояние в другое».
«Одним из знамен, которое мы подняли, создавая установку, было разделение изотопов с помощью лазера, – вспоминает академик Кулипанов. – Сейчас промышленным методом разделения изотопов является центрифугирование. Разделение изотопов с помощью лазеров в тысячу раз более экономично, но для этого требуются мощные лазеры с определенной длинной волны. Химикам, образно выражаясь, приходится «варить» вещества, чтобы их характерные резонансные частоты лежали в заданной области действия обычного лазера. Однако ЛСЭ может менять длину волны и подстраивать ее под резонансные частоты, что открывает возможности их применения в фотохимии».
По словам ученых, конкретных технологических применений ЛСЭ пока нет и быть не может, поскольку еще 5 лет назад «такого излучения не было, а значит, не могло быть и разработанной технологии с его использованием».
«Есть наука, занятая открытием новых закономерностей, и есть техника, нацеленная на получение заранее заданного результата. В этом смысле вся лазерная физика – это техника. С ее помощью настоящие открытия смогут сделать другие», – продолжает разговор об использовании ЛСЭ Николай Винокуров.
Сегодня новосибирская установка применяется в работах Института неорганической химии, направленных на получение технологии осаждения металлов на разные поверхности при помощи излучения. Ученые из Института цитологии и генетики СО РАН используют ЛСЭ для сравнения эффективности разных биочипов, которые смогут найти применение в диагностике заболеваний. Также планируются работы Института теоретической и прикладной механики, связанные с изучением воздействия лазерных разрядов на воздушные потоки. На базе ЛСЭ создан Центр фотохимических исследований СО РАН, где работают сотрудники институтов РАН и НГУ.
«Существует определенное разделение труда, – смеется Николай Винокуров, – мы делаем источник излучения, а эксперименты на нем ставят уже совсем другие люди. И сейчас, когда у нас работает источник терагерцового излучения, мы заинтересованы, чтобы как можно больше потенциальных пользователей обращались к нам и применяли его для своих исследований».
Фото автора
Дина Голубева
