Суть этого явления в тонких взаимодействиях пучка фотонов с атомами среды. Световой луч, как известно, представляет собой электромагнитное поле. Это поле втягивает в себя и ориентирует определенным образом атомы, как, грубо говоря, поле магнита, ориентирует железные опилки. Это, конечно, лишь приблизительная аналогия. Нелинейные эффекты в среде описываются уравнениями высших порядков и не все из этих уравнении мы можем решить. Но суть дела от этого не меняется. Луч воздействует на атомы среды, которые образуют невидимый волновод, воздействующий на сам луч. Вот и получается в конечном итоге, что свет, радиоволны и другие электромагнитные излучения сами себя фокусируют.
Оригинальная идея не противоречила уже известным данным о тонких эффектах в средах. Поэтому она не вызвала возражений и сразу же заинтересовала ученых многих стран.
В СССР идею Аскарьяна развили Л. В. Келдыш из Физического института имени Лебедева, американские фимзики Ч. Таунс в Л. Келли.
Теоретики разработали другие возможные механизмы замечательного эффекта. Они выдвинули предположение, что сама среда может перемещаться в области наибольшей амплитуды светового поля. Перемещение возможно и в такой экзотической среде, как плазма, только в этом случае роль атомов берут на себя электроны. Правда, если атомы устремляются в амплитудные максимумы, то электроны предпочитают области, где колебания световых волн меньше, но суть от этого не меняется. Вызываемое высокочастотным полем световой волны перемещение и создает самофокусировку луча, как будто расставляя на его пути неисчислимые миллионы микроскопических линз.
Уточним теперь в двух словах уже нарисованную схему самофокусировки. Свет ориентирует определенным образом атомы обычных сред, или электроны плазмы. Сейчас мы можем сказать точнее: свет вызывает своего рода перемещение атомов к тем точкам пространства, в которых колебания световой волны особенно велики. Возможны и другие механизмы самофокусировки. Не говоря о них, упомянем лишь, что теоретики МГУ С. А. Ахманов, Р. В. Хохлов и Ю. П. Райзер рассчитали различные варианты взаимодействия светового луча со средой при самофокусировке.
В октябре 1964 года видный американский физик Ч. Таунс с сотрудниками опубликовал статью, в которой также пришел к выводу о принципиальной осуществимости самофокусировки. Через несколько месяцев физики МГУ поставили первый эксперимент. Н. Ф. Пилипецкий и А. Р. Рустамов пропустили лазерный луч через кюветы с жидкими углеводородами и во всех случаях был зарегистрирован эффект самофокусировки: луч при определенной величине энергии сходился в тонкую нить.
Вот как буднично свершилась вековая мечта человека о нерасходящемся луче света, о концентрированных лучах энергии, которые можно передавать на большие расстояния.
Развитие научной идеи похоже на путь реки, которая, начавшись с небольшого живительного родника, приемлет в себя воды соседних рек, разветвляется и, подходя к устью, захватывает в полноводное русло все большие и большие площади бассейна.
Совсем недавно Аскарьян теоретически доказал, что эффект самофокусировки свойствен не только электромагнитному полю, различным световым и радиоизлучениям, но также может наблюдаться у ультра- и гиперзвуковых волн, возбуждаемых мощными лучами лазеров в плотных средах. Это происходит из-за нагрева среды в самом звуковом луче.
А ведь что такое нагрев? Прежде всего увеличение энергии частиц, увеличение их колебаний. Если же такое увеличение происходит только в световом луче, то мы опять получим в нем некий канал с особыми свойствами. По такому каналу и устремляется звук, то есть возможен и другой эффект, когда звуковой луч фокусируется как бы «следами» светового луча. Здесь невидимый световод превращается в звуковод, отражающий звук на границах «следа».
Эффекты самофокусировки мощных звуковых волн открывают широчайшие возможности разрушать твердые тела лазерным лучом или, наоборот, предотвращать такие разрушения, смешивать жидкости и обрабатывать в них металлы, передавать на дальние расстояния энергию ультра- и гиперзвука.
Недалек тот день, когда получение очень больших концентраций энергии при «схлопывании» мощного луча и исследование вещества при этих гигантских концентрациях энергии станет доступно любой лаборатории. Перестанет быть проблемой и передача концентрированной энергии на любые расстояния.
Передача информации с континента на континент не будет зависеть от капризов природы. Ионосферу пронзят невидимые волноводы, несущие изображение и звук. Невидимые звуковые и тончайшие световые сверла рассекут водную поверхность и вопьются в океанское дно, скрывающее богатейшие сокровища. Гигантские лайнеры устремятся в дальние беспосадочные полеты вдоль надземных энерготрасс. Сверхмощные тепловые и звуковые лучи обрушатся на арктический лед, и Великий Северный Морской путь станет судоходным в течение всего года.
Трудно даже предугадать, какие новые невиданные возможности откроют перед нами самофокусирующиеся лучи. Может быть, недалек день, когда самофокусирующийся луч сверхмощного лазера, «схлопнувшись» в одной точке, подожжет плазму и вызовет в ней термоядерную реакцию? Управляемую термоядерную реакцию, которая откроет перед человечеством дорогу в век энергетического изобилия.
Инкубационный период одной из наиболее интересных научных идей нашего времени закончился. Перед ней открыт безграничный простор. Она родилась из фантастики и открыла перед фантастикой новые просторы.
АБРАМОВ Александр Иванович Родился в 1900 г. в Москве. Окончил литературный институт имени Брюсова и институт иностранных языков. аботал в журналах «Интернациональная литература» и «Театр», был зав. отделом литературы и искусства в «Вечерней Москве». Автор киносценария «Страницы былого» и повестей «Я ищу Китеж-град» (1960), «Когда скорый опаздывает» (1962), «Прошу встать!» (1963). Первое выступление в печати — критическая статья в журнале «Вестник театра» в 1922 г. Первая книга — фантастическая повесть «Гибель шахмат». М., 1926.
АБРАМОВ Сергей Александрович Родился в 1942 г. в Москве. Сын Абрамова А.И. Окончил факультет гражданской авиации Московского автодорожного института (1964). Дебютировал в печати статьями и очерками в «Вечерней Москве» (1962). Первое выступление в научной фантастике — отрывок из научно-фантастической повести «Новый Алладин» (журнал «Знание — сила», № 11 за 1966 г.).
ЕМЦЕВ Михаил Тихонович Родился в 1930 г. в Херсоне. Окончил Московский институт тонкой химической технологии (1953). С 1955 г. на научной работе. Много лет активно занимается популяризацией новейших достижений науки, автор многих научных трудов. Как фантаст выступает с 1961 г. совместно с Парновым Е.И. Их рассказ «Запонки с кохлеоидой» премирован на международном конкурсе научной фантастики. Член ССП.
