История лазера. Научное издание

Существует ли лазер в природе?

Ответ, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, РґР°! Лазерное излучение СЃ длиной волны около 10 РјРєРј (типичная линия излучения РґРІСѓРѕРєРёСЃРё углерода, РЅР° которой работают мощные РЎO₂ лазеры, находящие широкое применение, РІ частности для механической обработки материалов) было обнаружено РІ атмосферах Марса Рё Венеры РІ 1981 Рі. исследователями РёР· Лаборатории экспериментальной физики Центра управляемых полетов РёРј. Годдарда (РќРђРЎРђ). Рто излучение уже наблюдалось РІ 1976 Рі. студентами Таунса, который стал заниматься проблемой астрофизики, РЅРѕ только РІ 1981 Рі. было установлено, что причиной его является естественный лазер.

Рнверсная населенность перехода молекулы РґРІСѓРѕРєРёСЃРё углерода, которая составляет значительную часть атмосферы этих планет, получается РІ результате солнечного света, Рё поэтому получается только РЅР° освещенной полусфере. Рто такой же механизм, как Рё РІ лазерах РЅР° РЎO₂, построенных РЅР° Земле. РћРЅРё работают РЅР° длине волны 10 РјРєРј Рё используются РІ качестве мощных лазеров для резки Рё сварки металлов Рё РґСЂСѓРіРёС… применений. Линии излучения РІ атмосферах этих планет почти РІ 100 миллионов раз интенсивнее, чем если Р±С‹ газ испускал РёС… РІ условиях термодинамического равновесия РїСЂРё температуре атмосферы. Часть наблюдаемого излучения является излучением, усиленным РІ инверсно населенной среде. Если Р±С‹ можно было поместить РґРІР° зеркала РЅР° орбите РІРѕРєСЂСѓРі этих планет, РјС‹ могли Р±С‹ получить такую же генерацию, которую получаем РІ земных условиях. Возможности реализации лазера РЅР° планетарном масштабе РІРЅРµ нашего понимания, РЅРѕ что будет РІ будущем, РјС‹ РЅРµ знаем. Рти линии излучения оказались полезными для измерения температур Рё ветров РЅР° Марсе Рё Венере.

Космические мазеры, как уже говорилось, были обнаружены РјРЅРѕРіРѕ лет назад, Рё нет причин исключать существование Рё космических лазеров. Однако для РёС… существования требуется более трудный процесс, поскольку необходимо большие энергии фотонов. Р’ начале 1995 Рі., РіСЂСѓРїРїР° астрономов зарегистрировала усиленное инфракрасное излучение, приходящее РѕС‚ РґРёСЃРєР° РІРѕРґРѕСЂРѕРґР°, вращающегося РІРѕРєСЂСѓРі молодой звезды РІ созвездии Лебедя, находящейся РѕС‚ нас РЅР° расстоянии 4000 световых лет. Рнтенсивность излучения РЅР° РѕРґРЅРѕР№ РёР· длин волн, РїРѕ сравнению СЃ соседними длинами волн, показывает наличие вынужденного излучения (СЂРёСЃ. 62). Предварительные наблюдения РІ 1994 Рі. РѕРґРЅРѕР№ РёР· звезд, обозначенной MWC349, уже показали интенсивное мазерное излучение РѕС‚ ее РґРёСЃРєР° РЅР° длинах волн 850 РјРєРј Рё 450 РјРєРј, испускаемое РІРѕРґРѕСЂРѕРґРѕРј. Рзучение процессов, которые ответственны Р·Р° это излучение, привело Рє предположению, что также возможно излучение РЅР° менее коротких длинах волн, испускаемое РёР· области РґРёСЃРєР° вблизи звезды.