Басов Николай Геннадиевич (родился 14.12.1922) - советский физик, один из основоположников квантовой электроники, академик (1966; член - корреспондент 1962). Родился в Воронеже. Окончил Московский инженерно-физический институт (1950). С 1950 работает в Физическом институте АН СССР (в 1958-72-заместитель директора, с 1962 - заведующий лабораторией квантовой радиофизики, с 1973 - директор), с 1963 - также профессор Московского инженерно-физического института. Работы в различных областях квантовой радиофизики и ее применений. Открыл принцип генерации и усиления излучения квантовыми системами, разработал физические основы стандартов частоты, выдвинул ряд идей в области полупроводниковых квантовых генераторов, провел исследования по формированию и усилению мощных импульсов света, по взаимодействию мощного светового излучения с веществом, разработал лазерный метод нагрева плазмы для управляемого термоядерного синтеза, выполнил значительный цикл исследований по мощным газовым квантовым генераторам, химическим лазерам, выдвинул новые идеи применения лазеров в оптоэлектронике. Вместе с А. М. Прохоровым создал в 1954 первый квантовый генератор на пучке молекул аммиака, а в 1955 предложил трехуровневый метод создания неравновесных квантовых систем, широко используемый в квантовых генераторах и усилителях радио и оптического диапазона. Этими работами, а также исследованиями американского физика Ч. Таунса было положено начало развитию нового научного направления - квантовой электроники. За работы, посвященные квантовым генераторам, Басов и Прохоров удостоены в 1959 Ленинской премии, а в 1964 им совместно с Ч. Таунсом за фундаментальные исследования в области квантовой радиофизики, позволившие создать генераторы и усилители нового типа - мазеры и лазеры, присуждена Нобелевская премия. Басову принадлежит идея использования полупроводников в лазерах, он развил методы создания различных типов полупроводниковых лазеров. В 1961 обратил внимание на возможность использования лазеров в термоядерном синтезе, и последующие его работы привели к созданию нового направления в проблеме управляемых термоядерных реакций - методов лазерного термоядерного синтеза. В 1963 обосновал новые методы теплового возбуждения лазерных систем, несколько позднее начал цикл исследований по химическим квантовым генераторам, провел ряд исследований по стимулированию химических реакций лазерным излучением. Дважды Герой Социалистического Труда (1969, 1982). Создал школу физиков. Член ряда зарубежных академий наук. Председатель правления общества «Знание» (с 1978), главный редактор журналов «Квантовая электроника» и «Природа». золотая медаль А. Вольты (1977).
Лауреат Нобелевской премии, дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии, лауреат Государственной премии СССР, академик РАН, почетный гражданин города Усмани
Родился 14 декабря 1922 года в городе Усмань Воронежской губернии (ныне – Липецкой области). Отец – Басов Геннадий Фёдорович. Мать – Басова (Молчанова) Зинаида Андреевна. Супруга – Назарова (Басова) Ксения Тихоновна. Сыновья: Басов Геннадий Николаевич, Басов Дмитрий Николаевич.
Мать Николая, Зинаида Андреевна, окончила Усманскую женскую гимназию с золотой медалью. Отец, Геннадий Фёдорович, строил в Усмани промышленные предприятия, занимался водоснабжением. В 1927 году семья Басовых переехала из Усмани в Воронеж. Отец Николая преподавал гидротехнику, гидравлику, гидрогеологию и буровое дело в Воронежском госуниверситете, а в 1931 году перешел на работу по той же специальности в Воронежский лесотехнический институт на кафедру гидротехнической мелиорации, где работал сначала в звании доцента, а потом – профессора.
Связи с родной Усманью семья не теряла. Там жила тетя Николая, преподаватель математики Таисья Фёдоровна. «Своей увлеченностью математикой и физикой я полностью обязан тете Таисье. Это она меня научила мыслить и увлекаться миром точных наук», – подчеркивал Николай Геннадиевич годы спустя.
Окончание школы совпало для Басова с началом Великой Отечественной войны. В 1941 году он был призван в армию и направлен в Куйбышевскую военно-медицинскую академию, где прошел подготовку на ассистента врача. В 1942 году переведен в Киевское военно-медицинское училище, а в 1943 году, после его окончания, направлен в батальон химической защиты. С начала 1945 года и до конца войны с Германией воевал в составе 1-го Украинского фронта. Во время войны Николай получил сильное химическое отравление, после чего несколько дней пролежал в реанимации без сознания и на некоторое время потерял память.
В 1946 году Басов стал студентом Московского механического института (ныне – Московский инженерно-физический институт). Там он познакомился со своей будущей женой, Ксенией Тихоновной, учившейся с ним в одной группе. После окончания учебы в 1950 году поступил в аспирантуру этого же института на кафедру теоретической физики, где его научным руководителем стал академик М.А. Леонтович.
С 1949 года Н.Г. Басов начал работать в Физическом институте имени П.Н. Лебедева АН СССР. В те годы группа молодых физиков под руководством А.М. Прохорова приступила к исследованиям на новом научном направлении – радиоспектроскопии. Тогда же началось плодотворное сотрудничество Н.Г. Басова и А.М. Прохорова, приведшее к основополагающим работам в области квантовой электроники.
Первые научные работы Басова были связаны с исследованием ядерных моментов радиоспектроскопическими методами. В 1953 году он защитил кандидатскую диссертацию по теме «Определение ядерных моментов радиоспектроскопическим методом».
В 1952 году Басов и Прохоров выступили с первыми результатами теоретического анализа эффектов усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, а в 1955 году предложили эффективный и универсальный метод получения инверсной заселенности – метод селективной накачки электромагнитным излучением так называемой «трехуровневой» системы. В результате были созданы принципиально новые малошумящие квантовые генераторы и усилители радиочастотного диапазона – мазеры, первым из которых явился мазер на молекулах аммиака (1955– 1956). Эти работы, а также исследования, выполненные в США примерно в то же время Ч. Таунсом с сотрудниками, привели к рождению и бурному развитию новой области физики – квантовой электроники.
В 1956 году Николай Геннадиевич защитил докторскую диссертацию на тему «Молекулярный генератор». У него появились ученики и последователи, которые занимались разработкой теории молекулярных генераторов и экспериментальными исследованиями. В 1958 году Басов был назначен заместителем директора института по научной части. В 1959 году под его руководством в ФИАНе был организован сектор молекулярных генераторов, а в 1963 году – лаборатория квантовой радиофизики, выросшая к 1986 году в отдел, а в 1989 году в отделение института.
Главным в научной деятельности Н.Г. Басова являлось создание и развитие новых перспективных научных направлений, кардинально меняющих традиционные взгляды, и одновременно проведение исследований в уже развитых направлениях для обеспечения решения крупных и конкретных задач науки и техники. Этим, прежде всего, объясняется разнообразие и широта научных направлений, созданных ученым и его школой, необычно большое число докторов и кандидатов наук, выросших в этой школе, а также значительное количество крупных работ, выполненных его учениками и сотрудниками, удостоенных высоких научных премий.
Еще в период работы над молекулярными генераторами Николай Басов пришел к идее о возможности распространения принципов и методов квантовой радиофизики на оптический диапазон частот. Начиная с 1957 года, он занимался поиском путей создания оптических квантовых генераторов – лазеров, привлекал к работе молодежь лаборатории колебаний, сотрудников других лабораторий ФИАНа; организовал первый в нашей стране регулярный семинар по этой проблеме.
В 1959 году Н.Г. Басов (совместно с Б.М. Вулом и Ю.М. Поповым) опубликовал работу «Квантовомеханические полупроводниковые генераторы и усилители электромагнитных колебаний», в которой предлагалось использовать для создания лазера инверсную заселенность в полупроводниках, получаемую в импульсном электрическом поле. Это предложение ознаменовало начало освоения квантовой электроникой оптического диапазона частот.
В 1959 году за открытие нового принципа генерации и усиления электромагнитного излучения на основе квантовых систем Н.Г. Басову и А.М. Прохорову была присуждена Ленинская премия.
Развивая работы по полупроводниковым лазерам, Николай Геннадиевич и его ученики предложили и обосновали методы создания полупроводниковых лазеров: с оптической накачкой, инжекционных и с электронным возбуждением. В конце 1962 года в США и в СССР (в ФИАНе) были созданы инжекционные лазеры, а в начале 1964 года в лаборатории Н.Г. Басова впервые была получена генерация при возбуждении сульфида кадмия электронным пучком.
Глубоко оценив уникальные особенности лазерного излучения, в 1962 году Николай Басов (совместно с О.Н. Крохиным) высказал идею о получении термоядерного синтеза путем нагрева мишени излучением лазера. В этих предложениях проявились проницательность и научная смелость, ведь в то время существовали лишь твердотельные лазеры с энергией в импульсе менее джоуля и непрерывные газовые лазеры мощностью менее ватта. Так возникло новое научно-техническое направление, получившее название лазерного термоядерного синтеза (ЛТС).
В 1964 году Н.Г. Басов, А.М. Прохоров и Ч. Таунс (США) становятся лауреатами Нобелевской премии, которой они были удостоены «за фундаментальную работу в области квантовой электроники, которая привела к созданию генераторов и усилителей, основанных на лазерно-мазерном принципе».
Тем временем в лаборатории Николая Басова разрабатываются мощные лазеры на кристаллах рубина и неодимовом стекле, создается мощный фотодиссоционный йодный лазер наносекундных импульсов. В 1968 году в лаборатории были получены первые нейтроны при лазерном облучении мишеней из дейтерированного лития. Результаты экспериментов послужили мощным стимулом для дальнейшего развития работ по лазерному термоядерному синтезу.
В 1971 году в ФИАНе создается первая многоканальная лазерная установка на неодимовом стекле, обеспечивающая сферическое облучение для сжатия лазерных мишеней (в США первая установка со сферическим облучением мишеней на том же уровне энергии была создана на несколько лет позже).
Через четыре года Н.Г. Басов с сотрудниками предложили концепцию сравнительно длинных импульсов, умеренных лазерных потоков и тонких оболочечных мишеней, в которой снимался ряд трудностей, связанных с вложением лазерной энергии в плазму. В настоящее время эта концепция низкоэнтропийного сжатия имеет всеобщее признание; во всех экспериментальных исследованиях по ЛТС используются оболочечные мишени.
Большое внимание Николай Геннадьевич уделял работам по газовым лазерам. В 1962 году его сотрудниками была впервые в СССР получена генерация в гелий-неоновом лазере. Позднее он проводил исследования по использованию маломощных газовых лазеров для высокостабильных стандартов частоты.
Уже в начале 1960-х годов Н.Г. Басов определил одну из главных тенденций в развитии лазерной техники – создание мощных высокоэнергетичных лазеров как непрерывных, так и импульсных. Они были необходимы для термоядерного синтеза, лазерной технологии, лазерной локации Луны и решения целого ряда других задач. В дальнейшем по инициативе Н.Г. Басова были развернуты работы по мощным газовым лазерам с привлечением промышленных организаций.
В 1963 году в статье «Получение отрицательных температур методом нагрева и охлаждения системы» Н.Г. Басов (совместно с А.Н. Ораевским) обосновал получение инверсной населенности при тепловой накачке. Несколько позже с соавторами он обсуждал возможности создания химических лазеров при использовании смеси водорода с хлором и водорода с фтором. Как известно, именно последняя смесь обеспечивает работу мощных химических лазеров.
В это же время в лаборатории квантовой радиофизики под руководством Н.Г. Басова начались активные работы по импульсным фотодиссоционным лазерам и лазерам на основе вынужденного комбинационного рассеяния.
Еще в 1964 году Николай Басов в своей Нобелевской лекции предложил использовать электронные пучки для возбуждения конденсированных инертных газов с целью получения генерации в коротковолновой области спектра. Первый эксимерный лазер был создан в лаборатории Басова в 1970 году. Современные эксимерные лазеры обладают высокой пиковой и средней мощностью и занимают одно из главных мест среди лазеров, перспективных для использования в микролитографии. В 1971 году Н.Г. Басов с сотрудниками лаборатории создал и первый электроионизационный лазер на углекислом газе.
В 1973 году Н.Г. Басов избран директором ФИАНа. Под его руководством крупнейший институт Академии наук СССР продолжил заложенные предшествующими руководителями – академиками С.И. Вавиловым и Д.В. Скобельцыным – традиции в открытии новых и развитии перспективных направлений практически во всех областях современной физики.
Николай Басов многое сделал для модернизации и дальнейшего развития ФИАН. В 1963 году по его инициативе в подмосковной Красной Пахре было создано ОКБ института, которое стало незаменимым помощником ученых в обеспечении исследований важными экспериментальными установками, оборудованием и материалами.
В 1980 году по инициативе Н.Г. Басова в Куйбышеве (ныне – Самара) был организован филиал ФИАНа, стремительно развившийся в ведущий в стране центр по лазерной технике и технологии.
Велик вклад Николая Басова в организацию работ по квантовой электронике. По его инициативе был создан ряд отраслевых научно-исследовательских институтов, занимающихся различными прикладными вопросами лазерной техники. Эти НИИ тесно и плодотворно сотрудничают с учеными ФИАН в решении актуальных задач создания и промышленного внедрения приборов квантовой электроники. Под руководством Н.Г. Басова был разработан и реализован ряд комплексных программ по развитию важнейших направлений квантовой электроники.
Много сил отдавал Николай Геннадиевич подготовке научных кадров высшей квалификации. Его учениками являлись около 60 докторов и более 300 кандидатов наук. С 1976 года под его руководством и при его участии в Ростове регулярно проводились Всесоюзные школы по физике, где выдающиеся ученые знакомили молодых физиков с последними достижениями и еще нерешенными проблемами современного естествознания.
По инициативе Николая Басова в МИФИ в 1971 году был организован специальный факультет физики, на который принимаются лучшие студенты-физики с 3-го курса всех университетов страны, причем к научной работе они приобщаются в ФИАНе.
Н.Г. Басов возглавлял кафедру квантовой электроники в Московском инженерно-физическом институте, ставшую одним из ведущих центров по подготовке высококвалифицированных специалистов в этой области.
Руководя крупными научными коллективами, Николай Геннадиевич всегда находил время для пропаганды науки и распространения научных знаний. Его перу принадлежат десятки обзорных и популярных статей, в которых он излагал и пропагандировал достижения физики, стремясь сделать их достоянием широких кругов общественности. Много сделал он на посту председателя правления Всесоюзного просветительского общества «Знание» (1978–1990 ).
Большую известность приобрела работа Н.Г. Басова как главного редактора журналов «Природа», «Наука» Квант» и «Квантовая электроника». Последний за два десятка лет существования стал одним из основных журналов в своей бурно развивающейся области не только в нашей стране, но и во всем мире. Также Н.Г. Басов являлся членом редколлегии журнала «Il Nuovo Cimento».
За выдающиеся научные достижения Николай Басов в 1962 году был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1966 году – действительным членом АН СССР. С 1967-го по 1990 год он являлся членом Президиума Академии наук, а с 1990 года – советником Президиума РАН.
Наряду с большой научной и организационной работой Николай Басов активно участвовал в общественной жизни страны и в международных научных организациях (ВФНР, МАГАТЭ, ЮНЕСКО). В 1974– 1989 годах являлся депутатом Верховного Совета СССР, с 1982 по 1989 год – членом Президиума Верховного Совета СССР. С 1991 года входил в Экспертный совет при Председателе Правительства Российской Федерации.
Выдающиеся достижения Н.Г. Басова в развитии современной физики получили широкое международное признание. Он являлся вице-председателем исполнительного совета Всемирной федерации научных работников, членом Советского комитета защиты мира и Всемирного Совета Мира, иностранным членом Академии наук ГДР, Чехословацкой академии наук, Болгарской академии наук, Польской академии наук, Шведской королевской академии инженерных наук, членом Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина», Европейской академии наук и искусств в Зальцбурге, Европейской академии наук, искусств и литературы в Париже, почетным членом Международной академии наук в Мюнхене, Физического общества Болгарии, Общества Марка Твена (США), заслуженным членом Американского оптического общества, Индийской национальной академии наук, почетным доктором наук Йенского, Павийского (Италия), Мадридского политехнического, Технического (город Карл-Маркс-Штадт) университетов, Военно-технической академии (Польша), Пражского политехнического института.
За большие заслуги в развитии науки Н.Г. Басов удостоен Нобелевской премии по физике, Ленинской премии, Государственной премии СССР, премии Калинги ЮНЕСКО, звания дважды Героя Социалистического Труда.
Награжден орденом «За заслуги перед Отечеством» II степени, пятью орденами Ленина, орденом Отечественной войны II степени, большой Золотой медалью имени М.В. Ломоносова АН СССР, орденом Кирилла и Мефодия I степени (Болгария), Золотой медалью Чехословацкой академии наук, Золотой медалью имени А. Вольты Университета города Павия, Командорским крестом ордена «Заслуги» (Польша), Золотой медалью Словацкой академии наук, медалью имени Эдварда Теллера и многими другими.
В 1986 году в городе Усмани Липецкой области установлен бронзовый бюст у дома, где родился ученый. В честь 70-летнего юбилея знаменитого земляка было принято решение о присвоении Н.Г. Басову звания «Почетный гражданин города Усмани». Его именем названа одна из улиц города. В столице Черноземья, городе Воронеже, именем Николая Басова названа школа №58, ставшая гимназией.
В 2012 году, к 90-летию со дня его рождения, в Усмани прошли торжественные мероприятия. В районной библиотеке открылась выставка литературы, на которой представлены научные труды выдающегося ученого. В краеведческом музее состоялся вечер под названием «Жизнь, отданная науке». С некоторых пор усманские краеведы утверждают, что Н.Г. Басов родился не 14-го, а 22 декабря, в связи с чем приурочивают памятные мероприятия к этой дате.
БАСОВ НИКОЛАЙ ГЕННАДИЕВИЧ
(1922 г. – 2001 г.)
Знаменитый советский физик Николай Геннадиевич Басов родился 14 декабря 1922 года неподалеку от Воронежа в деревне Усмань (теперь город Усмань Липецкой области) в семье Геннадия Федоровича Басова и Зинаиды Андреевны Молчановой.
Отец будущего ученого состоял профессором Воронежского лесного института. Среди его известных исследований можно выделить анализ влияния лесопосадок на подземные воды и поверхностный дренаж.
После окончания средней школы в Воронеже в 1941 году Николай Басов был призван в Советскую армию. Во время Второй мировой войны он прошел медицинскую подготовку в Куйбышевской военно-медицинской академии. Окончив в 1943 году академию по специальности «ассистент военного доктора», он был прикомандирован к Первому Украинскому фронту. До окончания войны в 1945 году Басов находился в рядах армии в качестве врача-ассистента.
В декабре 1945 года Басов был демобилизован и в следующем году поступил в Московский механический институт (позже – Московский инженерно-физический институт, МИФИ). Особенно Николая Басова заинтересовала теоретическая и экспериментальная физика. Институт он окончил в 1950 году, после чего решил продолжить учебу и в этом же году поступил в аспирантуру того же института на кафедру теоретической физики. Научным руководителем Басова в аспирантуре был известный академик М. А. Леонтович.
Еще за два года до окончания института, в 1948 году, способному студенту предложили работу лаборанта (а позднее инженера) в лаборатории колебаний Физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР в Москве (ФИАН). В ФИАНе будущий ученый проработал более пятидесяти лет, до самой смерти.
В это время группа молодых физиков этого института под руководством А. М. Прохорова начала цикл исследований по радиоспектроскопии – направлению, бурно развивавшемуся в те годы.
Принимая участие в этих работах, параллельно с 1950 по 1953 год Николай Басов продолжал обучение в аспирантуре и готовил кандидатскую диссертацию под руководством М. А. Леонтовича и А. М. Прохорова. В 1953 году Николай Басов успешно защитил свою кандидатскую диссертацию на тему «Определение ядерных моментов радиоспектроскопическим методом».
Совместные исследования Басова и Прохорова, проведенные в эти годы, заложили новое направление современной физики – квантовую электронику. Советские ученые разработали основные принципы усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами.
В 1900 году «отец» квантовой физики Макс Планк предположил, что осцилляторы излучают энергию лишь дискретными порциями – квантами. При этом энергия кванта пропорциональна частоте колебания, а каждый энергетический уровень равен частоте, умноженной на специальную константу, получившую название постоянной Планка.
В 1905 году Альберт Эйнштейн, использовав идеи Планка, предсказал двойственную природу света, объяснил фотоэлектрический эффект и ввел понятие фотона. В 1916 году гениальный физик Альберт Эйнштейн впервые представил принципы работы молекулярного генератора. По результатам исследований взаимодействия электромагнитного излучения и группы молекул в замкнутом пространстве Эйнштейну удалось вывести уравнение с тремя членами, характеризирующее испускание и поглощение излучения молекулами. Первым двум членам уравнения соответствовали процессы спонтанного излучения и поглощения излучения, а природу третьего члена, связанного с неизвестным тогда типом излучения, Эйнштейну объяснить не удалось.
В 20-е годы XX века благодаря работам Вернера Гейзенберга, Эрвина Шрёдингера и Поля Дирака квантовая теория получила дальнейшее развитие. Оказалось, что множество энергетических уровней индивидуально для конкретного атома или молекулы. При поглощении фотонов, энергия которых состояла из разности энергий двух энергетических уровней, атом или молекула переходили на более высокий энергетический уровень. Спустя некоторое время они вновь возвращались на более низкий уровень, а в результате такого перехода выделялась энергия в виде фотона излучения. Третий член в уравнении Эйнштейна соответствовал этому переходу с высшего энергетического уровня на более низкий.
Излучение такого типа получило название индуцированного (стимулированного) излучения, поскольку оно было стимулировано некоторыми обстоятельствами. С помощью закона знаменитого австрийского физика Людвига Больцмана было установлено, что в состоянии равновесия на более высоких энергетических уровнях размещалось меньшее количество электронов, чем на более низких. Отсюда можно было сделать вывод, что в процессе индуцированного излучения участвует относительно мало атомов.
Проанализировав исследования Эйнштейна и других ученых, Басов придумал способ, который позволял использовать индуцированное излучение в качестве усилителя поступающего излучения. Советский ученый увеличил число возбужденных молекул относительно числа молекул, находящихся в основном состоянии, и таким образом получил состояние вещества с инверсной заселенностью энергетических уровней.
Чтобы достичь этого результата, Басов в своих опытах использовал неоднородные электрические и магнитные поля, с помощью которых выделял возбужденные молекулы. После этого ученый облучал вещество излучением специальной частоты, фотоны которого имели энергию, равную разности возбужденного и основного состояний молекулы. В результате таких действий возникало индуцированное излучение той же частоты, которое усиливало подающий сигнал.
Начатые Басовым в 1952 году теоретические работы в области квантовой радиофизики требовали экспериментальных доказательств. Вместе с Прохоровым советский физик сконструировал генератор, который работал не только как усилитель возбудимости молекул, но и генерировал излучение с частотой, которая точно определялась энергетическими уровнями молекул.
В мае этого же года Басов и Прохоров представили на Всесоюзной конференции по радиоспектроскопии первые полученные результаты теоретического анализа эффектов усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами и предложили конструкцию оптического квантового генератора (ОКГ), основанного на инверсной заселенности.
В своей первой статье на эту тему в октябре 1954 года советские физики предложили эффективный и универсальный метод создания состояний с инверсной населенностью (метод селективной накачки электромагнитным излучением трехуровневой системы). Согласно предложенной советскими физиками «трехуровневой схеме», при переводе атомов из основного состояния на наиболее высокий из трех энергетических уровней, на промежуточном уровне размещалось больше молекул, чем на нижнем. В результате этого явления можно было получить индуцированное излучение с частотой, которая соответствовала разности энергий между двумя более низкими уровнями.
За десять месяцев до публикации этой статьи Басова и Прохорова, еще в 1953 году американский физик Чарлз Таунс в лаборатории Колумбийского университета (США) создал работающий молекулярный осциллятор, который назвал мазером (по начальным буквам английского выражения «microwave amplification by stimulated emisson of radiation» – микроволновое усиление с помощью стимулированного излучения). В своих работах американский физик использовал резонансную полость, заполненную возбужденными молекулами аммиака. В результате этих экспериментов он достиг огромного усиления микроволн с частотой в 24 000 мегагерц.
В 1955 году Николай Геннадиевич Басов возглавил группу молодых талантливых ученых, которая проводила исследования частотных характеристик молекулярных осцилляторов. В 1956 году он защитил докторскую диссертацию на тему «Молекулярный осциллятор», в которой суммировал свои теоретические и экспериментальные исследования молекулярного генератора на основе пучков аммиака. За эту работу ему была присуждена степень доктора физико-математических наук.
За период с 1955 по 1956 год Басов и Прохоров создали принципиально новые малошумные квантовые усилители и генераторы радиочастотного диапазона (мазеры), первым из которых стал мазер на основе молекул аммиака.
В 1957 году Басов начал работать над конструкцией квантовых осцилляторов в оптическом диапазоне частот. Идея о возможности распространения принципов и методов радиофизики и квантовой электроники на оптический диапазон частот пришла к ученому еще во время его первых работ над молекулярными генераторами.
Советский ученый полностью переключился на поиск путей создания оптического квантового генератора (получившего в будущем название лазера). Он подключил к своим исследованиям молодых студентов-физиков, в 1959 году организовал в ФИАНе сектор молекулярных генераторов, а в 1963 году – лабораторию квантовой физики. В 1986 году лаборатория Басова стала частью целого отдела, а с 1989 года – и отделения ФИАНа.
Также вместе со своей командой физиков-теоретиков Николай Геннадиевич изучал возможности реализации квантовых генераторов на основе полупроводников. В 1958 году вместе с соавторами Басов опубликовал статью «Квантовомеханические полупроводниковые генераторы и усилители электромагнитных колебаний», в которой высказал идею создания инверсной населенности в полупроводниках путем лавинного размножения носителей тока в импульсном электрическом поле. Эту идею ученый предложил вниманию ученых и в своем докладе на Международной конференции в США в 1959 году. Предложение Басова ознаменовало начало освоения квантовой электроникой оптического диапазона частот.
В 1959 году Николай Геннадиевич Басов и Александр Михайлович Прохоров были награждены Ленинской премией за исследования по созданию молекулярных осцилляторов и парамагнитных усилителей.
В 1960 году американский физик Теодор Меймен сконструировал прибор, в котором реализовал трехуровневый принцип усиления и генерирования красного света. Свое название «лазер» устройство получило от начальных букв английского выражения «light amplification by stimulated emission of radiation» – световое усиление с помощью индуцированного излучения.
В начале 1961 года Басов и его сотрудники предложили и обосновали методы создания полупроводниковых лазеров: с оптической накачкой, инжекционных и с электронным возбуждением. Ученые сформулировали условие инверсии в терминах квазиуровней Ферми и предсказали стационарный режим работы. Результатами дальнейших исследований стало создание инжекционных лазеров в конце 1962 года в СССР и в США.
В 1961 году Басов вместе с В. С. Зуевым, П. Г. Крюковым, В. С. Летоховым занялся вопросами получения мощного излучения. В этом же году совместно с О. Н. Крохиным ученый предложил три различных метода для достижения состояния с отрицательной температурой в полупроводниках при наличии прямых и непрямых переходов. В следующем году ученые работали над возможностью применения лазеров для получения термоядерной плазмы.
Свою идею получения термоядерных реакций при лазерном облучении мишени ученый выдвинул в 1962 году на заседании Президиума АН СССР, а затем на Международной конференции по квантовой электронике в Париже в 1963 году. Вместе с О. Н. Крохиным Басов спрогнозировал и разработал основы лазерного термоядерного синтеза (ЛTC). Хотя в те годы существовали только твердотельные лазеры с энергией импульса меньше одного джоуля и непрерывные лазеры мощностью менее одного ватта, ученый умело спрогнозировал ситуацию на несколько десятилетий вперед. Спустя шесть лет в его лаборатории в ФИАНе будут получены первые нейтроны при лазерном облучении мишени из дейтерия лития.
В то время Басов был лидером и пионером в «лазерных» исследованиях.
В 1963 году вместе с Б. Вулом и Ю. М. Поповым Басов исследовал условия образования структур с отрицательной температурой в полупроводниках.
Результатом сотрудничества Басова и Вула стало создание в этом же году первого полупроводникового лазера на основе арсенида галлия (GaAs). Эти работы стали продолжением исследований Басова по возбуждению полупроводниковых лазеров, начатых еще в 1961 году.
В том же 1963 году Басов принял активное участие в проектах по оптоэлектронике. Результатом его работ стало создание быстродействующих элементов на основе диодных лазеров.
В следующем году гениальный советский ученый вместе с О. В. Богданкевичем и А. Н. Девятковым разработал полупроводниковый лазер с электронной накачкой. В последующих исследованиях Н. Г. Басов совместно с А. 3. Грасюком и В. А. Катулиным разработал полупроводниковый лазер с оптической накачкой при одно– и двухквантовом поглощении возбуждающего лазерного излучения.
В 1964 году «за фундаментальную работу в области квантовой электроники, которая привела к созданию генераторов и усилителей, основанных на лазерно-мазерном принципе» Басов был удостоен Нобелевской премии по физике. Николай Геннадиевич получил четверть денежного приза. Еще четверть досталась Александру Михайловичу Прохорову и половина приза – Чарлзу Таунсу, представителю Массачусетсского технологического института (США), которые также стали лауреатами Нобелевской премии по физике в этом году.
11 декабря 1964 года Басов прочел свою известную нобелевскую лекцию «Полупроводниковые лазеры». В ней ученый указал способы использования полупроводниковых лазеров в науке и технике.
После получения высокой награды Басов продолжил свои плодотворные исследования. Учитель и многолетний сотрудник Николая Басова академик Александр Прохоров отметил, что после получения Нобелевской премии Басов, его талантливейший ученик, значительно вырос в научном плане, успешно развивал новое перспективное направление «лазерный термояд».
В 1968 году нобелевский лауреат вместе с П. Г. Крюковым и Ю. В. Сенатским сконструировал лазер на неодимовом стекле, который выдавал 30 джоулей при импульсе длительностью 20 пикосекунд. В этом же году Николай Геннадиевич совместно с П. Г. Крюковым, Ю. В. Сенатским и С. Д. Захаровым обнаружил эмиссию электронов дейтериевой плазмой, полученной с помощью лазера.
В своих последующих работах ученый вместе с В. С. Летоховым предложил теорию формирования пикосекундных импульсов, а с А. Н. Ораевским – способ термической накачки. Эти исследования привели к созданию газодинамических лазеров.
В известной статье «Получение отрицательных температур методом нагрева и охлаждения системы» Басов (совместно с Ораевским) подробно обосновал получение инверсной населенности при термической накачке. Спустя некоторое время ученый начал серию работ по импульсным фотодиссоционным лазерам и лазерам на основе вынужденного комбинационного рассеяния.
В 1970-х годах Басов продолжал работать над химическими лазерами. В своей лаборатории ученому удалось создать первый эксимерный лазер. Он построил лазер на смеси дейтерия, фтора и диоксида углерода.
В 1971 году под его руководством был создан первый электро-ионизационный лазер на углекислом газе.
В конце 1970-х годов знаменитый ученый вместе с Е. П. Маркиным, А. Н. Ораевским и А. В. Панкратовым представил экспериментальные доказательства ускорения химических реакций инфракрасным лазерным излучением.
Басов был заядлым тружеником и все свое время посвящал науке. Он очень переживал за развитие науки в стране. Из-под его пера вышли различные обзорные и популярные статьи по разным областям физики. Всеми своими действиями ученый старался популяризировать физику в широких кругах общественности.
Многие ученики Басова стали впоследствии профессорами, докторами наук и лауреатами различных премий. Ученого можно назвать создателем целой научной школы, из которой вышло более 60 докторов и 300 кандидатов наук.
Главным вкладом Басова в мировую науку явились его работы в области квантовой электроники. Знаменитый ученый стал лидером и пионером развития и конструирования лазерной техники.
Кроме того, Николай Геннадиевич четко определил главную тенденцию развития лазерной техники – создание мощных высокоэнергетичных лазеров, как непрерывных, так и импульсных, необходимых для решения целого ряда задач, к числу которых можно отнести термоядерный синтез, лазерные технологии, лазерную локацию Луны и т. д.
С 1958 по 1972 год Басов занимал пост заместителя директора Физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР в Москве, а с 1973 по 1989 год – его директора. Будучи директором ФИАНа, Басов в 1980 году организовал в Самаре (ныне Куйбышев) филиал ФИАНа, который вскоре стал ведущим в СССР центром по лазерной технике и технологии.
С момента основания (в 1963 году) лаборатории квантовой радиофизики Физического института АН СССР и до самой смерти Басов являлся ее руководителем. Также с 1963 года Басов состоял профессором кафедры полупроводниковой физики Московского инженерно-физического института. По его инициативе в институте в 1971 году был организован специальный факультет физики, на который принимались только лучшие студенты-физики различных университетов СССР.
В 1950 году Николай Басов женился на Ксении Тихоновне Назаровой. Его жена по профессии также была физиком и работала в МИФИ. У Басовых родилось два сына – Геннадий (в 1954 году) и Дмитрий (в 1963 году). Дмитрий Николаевич Басов пошел по стопам отца и стал известным ученым-физиком.
Главным и единственным увлечением в жизни ученого была наука. Он являлся главным редактором известных научно-популярных журналов «Природа» (1967–1990) и «Квантовая электроника» (1971), членом редколлегии журнала «Il Nuovo Cimento».
Кроме Нобелевской премии Басов был многократно награжден различными премиями и медалями, среди которых можно выделить золотую медаль Чехословацкой академии наук (1975), золотую медаль А. Вольты (1977), золотую медаль им. М. В. Ломоносова АН СССР (1990).
В 1959 году Басов стал лауреатом Ленинской премии, а в 1989 году получил Государственную премию СССР. Николай Геннадиевич дважды был удостоен звания Героя Социалистического Труда (1969, 1982), пять раз награждался орденом Ленина.
В 1962 году знаменитый ученый был избран членом-корреспондентом АН СССР, в 1966 году – действительным членом АН СССР, с 1967 года являлся членом Президиума АН СССР, с 1990 года – председателем Президиума АН СССР, с 1991 года – председателем Президиума РАН.
Николай Геннадиевич был членом различных академий наук, среди которых можно выделить академии Польши, Чехословакии, Болгарии, Германии, Франции, Шведскую королевскую академию инженерных наук, Американское оптическое общество, а также Германскую академию естествоиспытателей «Леопольдина».
Знаменитый ученый являлся вице-председателем исполнительного совета Всемирной федерации научных работников, членом Советского комитета защиты мира и Всемирного Совета Мира, председателем правления Всесоюзного общества «Знание» в 1978–1990-х годах. Он принимал активное участие и в международных научных организациях (ВФНР, МАГАТЭ, ЮНЕСКО).
В 1974 году Николай Геннадиевич Басов был избран в Верховный Совет СССР и являлся его депутатом до 1989 года, а с 1982 по 1989 год был членом его Президиума. В 1991 году знаменитый ученый стал членом Экспертного совета при председателе Правительства Российской Федерации.
Первого июля 2001 года Николай Геннадиевич Басов умер в Москве.
Иностранный член Болгарской АН (1974). Депутат Совета Союза Верховного Совета СССР 9-11 созывов от Москвы .
Биография
Басов родился в городе Усмань (ныне городе Липецкой области). Отец - Геннадий Фёдорович Басов. В 1927 году семья переехала из Усмани в Воронеж . Член ВЛКСМ с 1936 по 1950. В 1941 году Басов окончил воронежскую школу № 13, которая находилась у перекрёстка ул. Карла Маркса и ул. Фридриха Энгельса, после школы прошёл подготовку на ассистента врача в Куйбышевской военной медицинской академии. В 1943 году он ушёл на фронт, служил ассистентом врача на украинском фронте.
После войны Басов поступил в МИФИ, защитил диплом в 1950 году. С 1948 года он работал лаборантом в Физическом институте имени Лебедева АН СССР (ФИАН), где и продолжил работу после получения диплома под руководством М.А. Леонтовича и А. М. Прохорова . В 1953 году Басов защитил кандидатскую, а в 1956 году - докторскую диссертацию.
В 1958-1972 годах Басов являлся заместителем директора ФИАН, а с 1973 по 1989 годы был директором этого института. Здесь в 1963 году он организовал Лабораторию квантовой радиофизики, которую возглавлял до своей смерти. В 1962 году Басов был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1966 году - академиком АН СССР, впоследствии избирался в президиум Академии наук (член президиума АН СССР с 1967 по 1990 год, РАН с 1991).
Басов был главным редактором журналов «Наука», «Квант», «Квантовая электроника», «Природа», в 1978-1990 годах являлся председателем правления Всесоюзного просветительского общества «Знание», был сменён на этом посту К. В. Фроловым.
Семья
В 1950 году он женился на Ксении Тихоновне Назаровой, является отцом двух сыновей - Геннадия (род. 1954) и Дмитрия (род. 1963).
Научная деятельность
Работы Басова посвящены квантовой электронике и ее применениям. Вместе с А.М. Прохоровым он установил принцип усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, что позволило в 1954 создать первый квантовый генератор (мазер) на пучке молекул аммиака. В следующем году была предложена трехуровневая схема создания инверсной населенности уровней, нашедшая широкое применение в мазерах и лазерах. Эти работы (а также исследования американского физика Ч. Таунса) легли в основу нового направления в физике - квантовой электроники. За фундаментальную работу в области квантовой электроники, которая привела к созданию лазера и мазера, Басов и А.М. Прохоров были награждены Ленинской премией в 1959, а в 1964 совместно с Ч. Х. Таунсом - Нобелевской премией по физике.
Совместно с Ю.М. Поповым и Б.М. Вулом Басов предложил идею создания различных типов полупроводниковых лазеров: в 1962 был создан первый инжекционный лазер, затем лазеры, возбуждаемые электронным пучком, а в 1964 - полупроводниковые лазеры с оптической накачкой. Басов также провел исследования по мощным газовым и химическим лазерам, были созданы фторводородный и йодный лазеры, а затем эксимерный лазер.
Ряд работ Басова посвящен вопросам распространения и взаимодействия мощных лазерных импульсов с веществом. Ему принадлежит идея использования лазеров для управления термоядерным синтезом (1961), предложил методы лазерного нагрева плазмы, проанализировал процессы стимулирования химических реакций лазерным излучением.
Басов разработал физические основы создания квантовых стандартов частоты, выдвинул идеи новых применений лазеров в оптоэлектронике (такие как создание оптических логических элементов), выступал инициатором многих исследований по нелинейной оптике.
Награды
- Ленинская премия (1959)
- Нобелевская премия по физике (1964, за выполненные основополагающие работы в области квантовой электроники)
- Дважды Герой Социалистического Труда (1969, 1982)
- Золотая медаль Чехословацкой академии наук (1975)
- Золотая медаль А. Вольты (1977)
- Государственная премия СССР (1989)
- Большая золотая медаль имени М. В. Ломоносова (1990)
- Пять орденов Ленина
Публикации
Книги
- V. Stefan and N. G. Basov (Editors). Semiconductor Science and Technology, Volume 1. Semiconductor Lasers. (Stefan University Press Series on Frontiers in Science and Technology) (Paperback). 1999. ISBN 1-889545-11-2
- V. Stefan and N. G. Basov (Editors). Semiconductor Science and Technology, Volume 2: Quantum Dots and Quantum Wells. (Stefan University Press Series on Frontiers in Science and Technology) (Paperback). 1999. ISBN 1-889545-12-0
(р. 14.XII.1922) - советский физик, один из основоположников квантовой электроники, академик (1966; чл.-кор. 1962). Р. в Воронеже.
Окончил Московский инженерно-физический ин-т (1950). С 1950 работает в Физическом ин-те АН СССР (в 1958-72 - зам. директора, с 1962 - зав. лабораторией квантовой радиофизики, с 1973 - директор), с 1963 - также профессор Московского инженерно-физического ин-та. Работы в различных областях квантовой радиофизики и ее применений.
Открыл принцип генерации и усиления излучения квантовыми системами, разработал физические основы стандартов частоты, выдвинул ряд идей в области полупроводниковых квантовых генераторов, провел исследования по формированию и усилению мощных импульсов света, по взаимодействию мощного светового излучения с веществом, разработал лазерный метод нагрева плазмы для управляемого термоядерного синтеза, выполнил значительный цикл исследований по мощным газовым квантовым генераторам, химическим лазерам, выдвинул новые идеи применения лазеров в оптоэлектронике.
Вместе с А. М. Прохоровым создал в 1954 первый квантовый генератор на пучке молекул аммиака, а в 1955 предложил трехуровневый метод создания неравновесных квантовых систем, широко используемый в квантовых генераторах и усилителях радио- и оптического диапазона.
Этими работами, а также исследованиями американского физика Ч. Таунса было положено начало развитию нового научного направления - квантовой электроники.
За работы, посвященные квантовым генераторам, Басов и Прохоров удостоены в 1959 Ленинской премии, а в 1964 им совместно с Ч. Таунсом за фундаментальные исследования в области квантовой радиофизики, позволившие создать генераторы и усилители нового типа - мазеры и лазеры, присуждена Нобелевская премия.
Басову принадлежит идея использования полупроводников в лазерах, он развил методы создания различных типов полупроводниковых лазеров.
В 1961 обратил внимание на возможность использования лазеров в термоядерном синтезе, и последующие его работы привели к созданию нового направления в проблеме управляемых термоядерных реакций - методов лазерного термоядерного синтеза.
В 1963 обосновал новые методы теплового возбуждения лазерных систем, несколько позднее начал цикл исследований по химическим квантовым генераторам, провел ряд исследований по стимулированию химических реакций лазерным излучением.
Дважды Герой Социалистического Труда (1969, 1982). Создал школу физиков.
Член ряда зарубежных академий наук. Председатель правления об-ва "Знание" (с 1978), главный редактор журналов "Квантовая электроника" и "Природа". Золотая медаль А. Вольты (1977). Лит.: УФН, 1973, т. 109, вып. 2; 1982, т. 138, вып. 4; Развитие физики в СССР. - М., Наука, 1967, 2 кн. Басов, Николай Геннадиевич Род. 14 декабря 1922, в Воронеже, ум. 30 июня 2001, в Москве.
Выпускник МИФИ, физик; стоял у истоков квантовой электроники, первооткрыватель принципа генерации и усиления излучения квантовыми системами, один из создателей мазера (1954). Автор ряда важных идей и открытий, опубликовал труды по полупроводниковым лазерам, теории мощных импульсов твердотельных лазеров, квантовым стандартам частоты, взаимодействию мощного лазерного излучения с веществом.
В 1978-90 гг. председатель правления Всесоюзного общества "Знание". Лауреат Ленинской (1959), Нобелевской (1964) и Государственной премии СССР (1989). Академик АН СССР (1966), дважды Герой Социалистического Труда (1969, 1982), академик РАН (1991). Награжден золотой медалью им. А. Вольты (1977) и золотой медалью им. М. В. Ломоносова (1990). Басов, Николай Геннадиевич Действительный член РАН; родился 14 декабря 1922 г. в г. Усмань Воронежской губернии (ныне Липецкой области); участник Великой Отечественной войны 1941-1945 годов; окончил Киевское военно-медицинское училище в 1943 г., Московский механический институт (ныне Московский инженерно-физический институт), доктор наук; с 1949 г. работал в Физическом институте им. П. Н. Лебедева АН СССР (ФИАН), 1973-1988 - директор ФИАН; возглавлял отделение квантовой радиофизики ФИАН, кафедру квантовой радиоэлектроники в МИФИ; основные направления научной деятельности: физика лазеров и квантовая электроника, один из основоположников квантовой электроники; был членом Президиума АН СССР (1967-1990), советником Президиума РАН (1990-2001); дважды Герой Социалистического Труда; был награжден пятью орденами Ленина, орденом Отечественной войны II степени, орденом "За заслуги перед Отечеством" II степени и другими отечественными, а также зарубежными наградами; лауреат Нобелевской премии (1964); лауреат Ленинской (1959) и Государственной премий; скончался 1 июля 2001 г.