Пинбол-эффект. От византийских мозаик до транзисторов и другие путешествия во времени

После войны представители «Оуэнс-Иллинойс» пошли в народ и стали устраивать выездные презентации своей продукции. Например, они демонстрировали будильник в контейнере из стекловолокна, который не было слышно снаружи, или мороженое, не таявшее в таком контейнере, хотя рядом стояла разогретая плита, показывали трюк со спортсменом-тяжеловесом, который раскачивался на тонких лентах стекловолокна, или просто просили кого-нибудь из публики разбить стекловолокно кувалдой. Последнее, кстати, так никому и не удалось.

В 1951 году Чарльз Таунс сидел на скамейке в вашингтонском парке и коротал время перед встречей в Управлении исследовательских работ ВМС США. Он был физиком и занимался передачей радиосигнала в водной среде. Внезапно на него снизошло озарение, которое произведет переворот в применении стекловолокна: молекулы можно заставить колебаться и испускать микроволновое излучение. В лаборатории он провел опыт и установил, что под действием тепла или электричества молекулы аммиака вибрируют с частотой двести сорок миллиардов колебаний в секунду. Таунс предположил, что если возбужденные молекулы можно подвергнуть воздействию микроволнового излучения той же частоты, молекулы аммика также станут испускать микроволны с большей энергией и возбуждать другие молекулы аммиака, таким образом, произойдет своего рода цепная реакция.

В 1953 году Таунс получил когерентный поток микроволн в ходе процесса, который получил название усиление микроволн посредством вынужденного излучения, или мазер ( англ.MASER — microwave amplification by stimulated emission of radiation). В 1960 году Теодор Майман продолжил исследования в этом направлении и использовал в экспериментах рубиновый цилиндр с параллельными основаниями, покрытыми серебром. Для «накачки» энергии применялась импульсная ксеноновая лампа. Прозрачная поверхность цилиндра пропускала свет, при помощи электромагнитов частота колебаний в рубине подстраивалась под частоту поступающего света, и в результате происходил выброс монохроматического микроволнового излучения. Посеребренные стенки цилиндра отражали излучение в обоих направлениях, его интенсивность росла, и в итоге возникал необыкновенно мощный когерентный луч света.

Этот процесс усиления интенсивности света стали называть усилением света посредством вынужденного излучения, или лазер ( англ.LASER — light amplification by stimulated emission of radiation). Дальнейшие исследования в этой области показали, что более подходящим материалом для лазера является не рубин, а сверхчистое стекло, обработанное неодимом, редкоземельным металлом, который открыл еще Вельсбах и пытался использовать для своей калильной сетки. Неодимовые лазеры позднее применят для возбуждения молекул других материалов и получения еще более мощных лучей.

Во время первых запусков по программе «Аполлон» было установлено, что когерентность лазера настолько высока, что на расстоянии от Земли до Луны пучок расширяется всего на несколько футов. Сегодня луч лазера с одинаковой легкостью разрезает и сетчатку человеческого глаза, и сталь, а также используется для высокоточных измерений и передачи оцифрованных данных по оптоволоконным сетям. Лазерными эндоскопами освещают операционное поле в неинвазивной хирургии, лазер дробит камни в почках, не повреждая органы человеческого тела. Он строит голограммы, определяет даже самые незначительные примеси в газе ^{110  —  197 ,  240}, сканирует кору головного мозга, выявляет дефекты в материалах, помогает предотвращать лесные пожары и обнаруживать из космоса даже незначительные подвижки земной коры — предвестники землетрясений.

Одно из самых последних, весьма эффектных применений лазера можно было наблюдать во время военной операции в Персидском заливе. Так называемые «умные бомбы» сбрасывались с самолета и наводились на цель с точностью до миллиметра при помощи лазерного луча с самолета-наводчика. Горькая ирония состоит в том, что главу, начатую с рассказа о пряностях Ближнего Востока, мы заканчиваем бомбой, которую солдаты в шутку называют «маринованным огурчиком».

Умные бомбы — одна из новинок в арсенале сил быстрого реагирования, которые действуют в новом мире, преодолевшем холодную войну, где ключевую роль играет гибкость военного ответа. Так было испокон веков…

6 Быстрое реагирование

Успех в войне достается той армии, действия которой наиболее адекватны ситуации, способной быстро и вовремя сконцентрировать ресурсы и огневую мощь в заданной точке, а затем без задержек и потерь передислоцироваться для выполнения новой задачи. Быстрое реагирование было ключом к победе во все времена.

Среди первых видов оружия для ведения войны был лук. Парадоксально, но широкое применение такой его разновидности, как большой английский лук, вызвало череду событий, приведших к изобретению, без которого невозможна современная высокотехнологичная армия и без него мы не справились бы с событиями, произошедшими после окончания холодной войны.