Текст книги "Русские ученые XX века"

Автор книги: Владимир Левин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 15 страниц)

Следует отметить, что Обнинская АЭС сыграла выдающуюся роль в истории советского атомного флота. Она стала важнейшей экспериментальной и учебной базой как для технического совершенствования корабельных ЯЭУ, так и для подготовки экипажей атомных подводных лодок.

Первая советская подводная лодка К-3 с ядерной энергетической установкой была принята в эксплуатацию в конце 1959 года и получила название «Ленинский комсомол». Она поражала воображение своими размерами и возможностями: имея в длину более 100 м и совершенную форму, она была способна развивать под водой скорость около 50 км/ч, за считанные секунды погружаться на глубину 300 м, могла пронырнуть подо льдом всю Арктику, не всплывая неделями. В июле 1962 года К-3 впервые совершила успешный рейд на Северный полюс, всплыла на вершине планеты и благополучно вернулась на базу.

Наиболее крупная современная атомная подводная лодка типа «Тайфун» имеет длину 170 м, водоизмещение 34 000 м³ и ядерную силовую установку мощностью 100 000 л. с. Недаром такие лодки теперь называются подводными крейсерами.

Впервые в истории советского подводного флота на «Тайфунах» было уделено большое внимание условиям жизни и быта более чем 150 членов экипажа – на АЛЛ имелись спортзал, сауна, зимний сад и даже плавательный бассейн!

За все прошедшие годы в США были построены 182 атомные подводные лодки, а в СССР и России – 245. Таков резуль-

тат противостояния двух супердержав. И немалая заслуга в этом принадлежит академику Н. А. Доллежалю.

Н. А. Доллежаль был главным конструктором «чернобыльского» реактора РБМК. После того как разразилась чернобыльская катастрофа, выяснилось, что конструкция реактора ни при чем, он был далеко не первым в этой серии из стабильно работавших на многих наших АЭС. Это был надежный, «терпеливый» реактор. Увы, причиной трагедии стал человеческий фактор. Ведь даже примус, если его разбалансировать, взорвется!

Андрей Дмитриевич Сахаров (1921—1989)

Андрей Дмитриевич Сахаров – выдающийся российский физик и общественный деятель, академик. Один из активных участников создания водородной бомбы в СССР.

Родился А. Д. Сахаров в Москве, в семье профессора Московского педагогического института, автора популярных книг по физике. Первые пять лет он учился дома. Это способствовало формированию самостоятельности и умения работать. В последующие пять лет учебы в школе Андрей под руководством отца углубленно изучал физику, проделал много физических опытов.

В 1938 году А. Д. Сахаров поступил на физический факультет Московского государственного университета. После начала войны он вместе с университетом находился в эвакуации в Ашхабаде, где серьезно занимался изучением квантовой механики и теории относительности. После окончания в 1942 году с отличием Московского университета, где считался лучшим студентом, когда-либо обучавшимся на физическом факультете, отказался от поступления в аспирантуру и работал на военном заводе сначала в городе Коврове, а затем в Ульяновске.

После окончания войны, в 1945 году, А. Д. Сахаров вернулся в Москву и поступил в аспирантуру Физического института имени П. Н. Лебедева к известному физику-теоретику И. Е. Тамму, чтобы заниматься фундаментальными проблемами. Там он

выдвинул принципиальные идеи по расчету ядерных реакций и в 1947 году защитил кандидатскую диссертацию. Подобная принципиальная идея и расчет были опубликованы американским ученым X. Бете и удостоены в 1967 году Нобелевской премии, а предложенная А. Д. Сахаровым идея ядерной реакции в изотопе водорода – дейтерии – была опубликована только в виде секретного отчета.

После опубликования этого отчета А. Д. Сахарова в 1948 году включили в группу И. Е. Тамма по проверке проекта водородной бомбы, над которым работала группа Я. Б. Зельдовича. А вскоре А. Д. Сахаров предложил свой собственный проект бомбы в виде слоев дейтерия и природного урана вокруг обычного атомного заряда. При взрыве атомного заряда уран существенно повышает плотность дейтерия, увеличивает скорость термоядерной реакции и делится под действием быстрых нейтронов. Эта первая идея – обжатие дейтерия – была существенно дополнена В. Л. Гинзбургом второй идеей, состоящей в использовании изотопа лития-6. Под действием медленных нейтронов из лития-6 образуется тритий – очень активное термоядерное топливо. В 1950 году группа Тамма была направлена для работы на объекте «Арзамас-16» – сверхсекретном атомном предприятии в городе Сарове. Эта работа завершилась успешным испытанием первой советской водородной бомбы в августе 1953 года. За месяц до этого испытания А. Д. Сахаров защитил докторскую диссертацию, в том же году он был избран академиком, награжден медалью Героя Социалистического Труда и Сталинской (Государственной) премией.

Затем группа А. Д. Сахарова работала над реализацией третьей идеи – обжатием термоядерного топлива излучением от взрыва атомного заряда. Такая усовершенствованная водородная бомба была успешно испытана в ноябре 1955 года.

Однако при этих испытаниях погибли девочка и солдат, а многие люди, находившиеся вдали от полигона, получили серьезные травмы, и это несмотря на то, что еще в 1953 году было произведено массовое отселение жителей от ядерного полигона.

Все это заставило А. Д. Сахарова всерьез задуматься об опасности ядерных испытаний и трагических последствиях атомных взрывов, о возможном выходе этой страшной силы из-под контроля. За успешные испытания водородной бомбы в 1955 году

А. Д. Сахаров получил вторую медаль Героя Социалистического Труда и Ленинскую премию.

Одновременно с работой над ядерными бомбами Сахаров работал и над мирным использованием ядериой энергии. В 1950 году вместе с Таммом А. Д. Сахаров выдвинул идею магнитного удержания плазмы и провел основные расчеты установок по управляемому термоядерному синтезу. В 1961 году А. Д. Сахаров предложил нагревать плазму лучом лазера для получения управляемой термоядерной реакции. Эти идеи явились началом исследований по термоядерной энергетике.

В 1958 году А. Д. Сахаров опубликовал статьи о вредном воздействии радиоактивности ядерных взрывов на наследственность и на снижение средней продолжительности жизни. По его оценке, каждый мегатонный взрыв приводит в будущем к 10 тысячам онкологических (то есть раковых) заболеваний. В том же году А. Д. Сахаров безуспешно пытался повлиять на продление объявленного СССР моратория на атомные взрывы. В 1961 году было проведено испытание сверхмощной 50-мегатонной водородной бомбы, за создание которой А. Д. Сахаров был награжден третьей медалью Героя Социалистического Труда. Эта экспериментальная бомба имела расчетную мощность 100 мегатонн, но была испытана на половинную мощность. Ее взрыв был самым мощным за всю историю ядерных испытаний.

Эта противоречивая деятельность по разработке оружия и по запрещению его испытаний привела А. Д. Сахарова в 1962 году к острым конфликтам с коллегами и с советскими государственными и военными властями, и, в частности, с первым секретарем ЦК КПСС Хрущевым. Хрущев сказал в ответ на предложе-

Самая мощная советская экспериментальная водородная бомба

ние А. Д. Сахарова не возобновлять ядерные испытания после трехлетнего моратория: «От техники Сахаров переходит к политике. Тут он лезет не в свое дело. Предоставьте нам, волей-неволей специалистам в этом деле, делать политику». Однако эта деятельность А. Д. Сахарова имела в 1963 году и положительный результат – московский Договор о запрещении испытаний ядерного оружия.

Интересы А. Д. Сахарова уже тогда не ограничивались ядер-ной физикой. В начале 60-х годов ему вместе с другими учеными удалось избавить советскую генетику от влияния Т. Д. Лысенко. В 1966 году он подписал письмо «25 знаменитостей» к XXIII съезду КПСС против реабилитации Сталина.

В июне 1968 года в иностранной печати появилась большая статья А. Д. Сахарова «Размышления о прогрессе, мирном сосуществовании и интеллектуальной свободе» – об опасностях термоядерного уничтожения, экологического самоотравления, дегуманизации человечества, о необходимости сближения социалистической и капиталистической систем, о преступлениях Сталина и отсутствии демократии в СССР. В этой статье А. Д. Сахаров выступил за отмену цензуры, политических судов, против содержания инакомысляхцих людей (так называемых диссидентов) в психиатрических больницах. В ответ советские власти полностью отстранили А. Д. Сахарова от работы на секретном «объекте» и уволили со всех постов, связанных с военными секретами.

После письма И. Е. Тамма (в то время заведующего теоретическим отделом ФИАН – Физического института Академии наук) президенту Академии наук М. В. Келдышу А. Д. Сахаров был зачислен в 1969 году в отдел института, где начиналась его научная работа, на должность старшего научного сотрудника – самую низкую, которую мог занимать советский академик. С 1967 по 1980 год он опубликовал более 15 научных работ в области космологии и теории тяготения.

В эти же годы усилилась общественная правозащитная деятельность А. Д. Сахарова, которая все больше расходилась с политикой официальных советских властей. Он хлопотал об освобождении из психиатрических больниц правозащитников, в частности II. Г. Григоренко и Ж. А. Медведева. В 1970 году вместе с физиками В. Чалидзе и А. Твердохлебовым организовал Комитет прав человека, который должен был воплотить принципы Всеобщей декларации прав человека. В 1977 году А. Д. Сахаров подписал коллективное письмо в Президиум Верховного Совета СССР об амнистии и отмене смертной казни. А в 1973 году он дал интервью корреспонденту шведского радио о природе советского строя и провел пресс-конференцию для 11 западных журналистов, во время которой осудил не только угрозу преследования, но и то, что назвал «разрядкой без демократизации». Реакцией на эти заявления стало опубликованное в газете «Правда» письмо 40 академиков, вызвавшее злобную кампанию с осуждением общественной деятельности А. Д. Сахарова, а также выступления на его стороне правозащитников, западных политиков и ученых. А. И. Солженицын выступил с предложением присудить А. Д. Сахарову Нобелевскую премию мира.

В 1975 году А. Д. Сахарову была присуждена Нобелевская премия мира. Однако советские власти не пустили Андрея Дмитриевича в Швецию для ее получения. Премию получила его жена Елена Боннэр, лечившаяся за границей. Она огласила собравшимся речь А. Д. Сахарова, в которой содержался призыв к «истинной разрядке и подлинному разоружению», к «всеобщей политической амнистии в мире» и «освобождению всех узников совести повсеместно». На следующий день Е. Боннэр прочитала нобелевскую лекцию мужа «Мир, прогресс, права человека», в которой А. Д. Сахаров доказывал, что эти три цели «неразрывно связаны одна с другой», требовал «свободы совести, существования информированного общественного мнения, плюрализма в системе образования, свободы печати и доступа к источникам информации», а также выдвинул предложения по достижению разрядки и разоружения.

В 1980 году А. Д. Сахаров резко осудил советское вторжение в Афганистан. В ответ власти лишили его всех правительственных наград и без всякого суда выслали в город Горький (ныне Нижний Новгород), закрытый для иностранцев. Практически он был помещен под домашний арест и находился под круглосуточным наблюдением органов КГБ. За годы жизни в Горьком А. Д. Сахаров провел ряд голодовок в знак протеста. В 1984 году А. Д. Сахаров провел безрезультатную голодовку за право жены на поездку в США для встречи с родными и для лечения. Голо-

довка сопровождалась насильственной госпитализацией и мучительным кормлением. Все эти переживания серьезно подорвали здоровье Андрея Дмитриевича.

И сегодня демократические идеи Андрея Дмитриевича и его благородный облик продолжают оказывать огромное влияние на судьбу демократических реформ в нашей стране, а его нау чные идеи – на разработку управляемых термоядерных реакторов, которые в будущем помогут решить для человечества проблему снабжения энергией.

16 декабря 1986 года первый секретарь ЦК КПСС М. С. Горбачев объявил А. Д. Сахарову по телефону об окончании ссылки: «Возвращайтесь и приступайте к своей патриотической деятельности». Через неделю А. Д. Сахаров вместе с женой Еленой Боннэр вернулся в Москву и сразу возобновил свою общественную деятельность.

В 1988 году он был избран почетным председателем общества «Мемориал», а в марте 1989 года – народным депутатом Верховного Совета СССР. В ноябре 1989 года А. Д. Сахаров представил проект новой конституции, в основе которой – защита прав личности и права всех народов на государственность.

А. Д. Сахаров был избран иностранным членом академий наук США, Франции, Италии, Нидерландов, Норвегии и почетным доктором многих университетов Европы, Америки и Азии. Он скончался 14 декабря 1989 года, после напряженного дня работы на Съезде народных депутатов. Его сердце, как показало вскрытие, было полностью изношено. Годы преследований не прошли даром для его здоровья.

Проститься с великим человеком пришли сотни тысяч людей.

«Гиперболоид» Басова и Прохорова

«...Смотрите сюда... Это основная схема... Это просто, как дважды два. Чистая случайность, что это до сих пор не было построено. Весь секрет в гиперболическом зеркале (А), напоминающем формой зеркало обыкновенного прожектора, и в кусочке шамонита (В), сделанном также в виде гиперболической сферы. Закон гиперболических зеркал таков... Лучи света, падая на внутреннюю поверхность гиперболического зеркала, сходятся все в одной точке, в фокусе гиперболы. Это известно. Теперь вот что неизвестно: я помещаю в фокусе гиперболического зеркала вторую гиперболу (очерченную, так сказать, навыворот) – гиперболоид вращения, выточенный из тугоплавкого, идеально полирующегося минерала – шамонита (В), – залежи его на севере России неисчерпаемы. Что же получается с лучами?

Лучи, собираясь в фокусе зеркала (А), падают на поверхность гиперболоида (В) и отражаются от него математически параллельно. Иными словами, гиперболоид (В) концентрирует все лучи в один луч, или в «лучевой шнур» любой толщины. Переставляя микрометрическим винтом гиперболоид (В), я по желанию увеличиваю или уменьшаю толщину «лучевого шнура». Потеря его энергии при прохождении через воздух ничтожна. При этом я могу довести его (практически) до толщины иглы...

Во время первых опытов я брал источником света несколько обычных стеариновых свечей. Путем установки гиперболоида (В) я доводил лучевой шнур до толщины вязальной спицы и легко разрезал им дюймовую доску.

Тогда же я понял, что вся задача – в нахождении компактных и чрезвычайно могучих источников лучевой энергии. За три года работы, стоившей жизни двоим моим помощникам, была создана вот эта угольная пирамидка. Энергия пирамидок настолько уже велика, что, помещенные в аппарат, как вы видите, и зажженные (горят около пяти минут), они дают лучевой шнур, способный в несколько секунд разрезать железнодорожный мост... Вы представляете, какие открываются возможности? В природе не существует ничего, что бы могло сопротивляться силе «лучевого шнура»... Здания, крепости, дредноуты, воздушные корабли, скалы, горы, кора земли – все пронижет, разрушит, разрежет мой луч...».

Современный читатель может подумать, что это описание одного из видов мощной силовой лазерной установки. Однако это... отрывок из знаменитого научно-фантастического романа Алексея Николаевича Толстого «Гиперболоид инженера Гарина», опубликованного еще в 1925 году – задолго до создания лазера. Во время написания романа автору оказывал помощь известный русский физик П. П. Лазарев.

В истории известны случаи, когда писатель-фантаст предугадывал создание технических устройств. Жюль Верн придумал подводную лодку «Наутилус» и полет «из пушки на Луну». Так и А. Н. Толстой предугадал лазер задолго до его появления.

Прежде всего, что означает слово «лазер»? Это аббревиатура слов английской фразы Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – усиление света в результате вынужденного излучения – оптический квантовый генератор, источник излучения с большой плотностью энергии. А что такое когерентность? Это согласованное протекание во времени нескольких колебательных или волновых процессов.

Разобравшись со словом «лазер», рассмотрим историю создания этого фантастического устройства, оказавшего огромное влияние на развитие науки и техники XX века.

А. Эйнштейн в 1916 году первым обосновал возможность получать лазерное излучение. В 1927—1933 годах П. Дирак создал квантово-механическую теорию такого излучения.

Но сначала появился не лазер – оптический квантовый генератор, а мазер – квантовый генератор сверхвысоких частот (СВЧ). Слово «мазер» (от начальных букв английских слов Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation – усиление микроволн сверхвысокой частоты (СВЧ) в результате вынужденного излучения) – это общее название квантового усилителя и квантового генератора СВЧ.

Теория молекулярного генератора – мазера была создана в начале 1950-х годов американским физиком Ч. Таунсом и советскими физиками Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым.

Первые модели мазеров на молекулах аммиака они создали в 1954—1956 годах и были награждены за эту работу Нобелевской премией по физике в 1964 году.

А первый лазер – квантовый оптический генератор – создал американский ученый Г. Мейман в 1960 году на кристалле рубина. В том же году американские физики А. Джаван, В. Беннет и Д. Эрриот создали газовый лазер, работающий на смеси гелия и неона. А позднее были разработаны и другие виды лазеров: жидкостные, химические и самый миниатюрный – полупроводниковый, предложенный Н. Г. Басовым в 1962 году.

Сегодня трудно назвать область науки и техники, в которой не применялось бы лазерное излучение и лазерные технологии.

У лазерного излучения есть три особенности, которые дают возможность применять его в самых различных областях науки и техники:

• лазер излучает световую энергию на одной частоте и длине волны, что дает возможность создать узконаправленные и сфокусированные лучи (вспомните «Гиперболоид инженера Гарина»);

• лазерное излучение обладает очень высокой стабильностью, оно распространяется без изменений на многие километры;

• лазерное излучение имеет очень высокую температуру, достигающую миллионов градусов (вспомните еще раз «Гиперболоид инженера Гарина»).

Лазерным лучом невысокой мощности сверлят тончайшие отверстия любой формы, например в рубиновых и алмазных камнях для часов. С помощью лазерного скальпеля делают хирургические операции. Разрезая кровеносные сосуды, луч лазера одновременно «сваривает» их и останавливает кровотечение. Лазерным лучом делают тончайшие глазные операции, с помощью лазерной терапии лечат самые различные болезни. В микроэлектронике с помощью маломощных лазеров режут, сваривают и маркируют миниатюрные детали, выжигая на них цифры и буквы.

Запись и считывание лазерных компакт-дисков осуществляется с помощью миниатюрных полупроводниковых лазеров.

Мощные лазеры используют для фигурной резки и сварки толстых стальных листов, мрамора, гранита, раскройки самых различных тканей и кож. При этом не требуется применять вакуумные камеры (как при электронно-лучевой сварке), и получается высокое качество шва. И снова отрывок из романа «Гиперболоид инженера Гарина»:

« – Вот он чем тут занимался, – с некоторым недоумением сказал Шельга, рассматривая прислоненные к стене подвала толстые деревянные бруски и листы железа.

И листы и бруски во многих местах были просверлены, иные разрезаны пополам, места разрезов и отверстий казались обожженными и оплавленными. В дубовой доске, стоящей торчмя, отверстия эти были диаметром в десятую долю миллиметра, будто от укола иголкой. Посредине доски выведено большими буквами: «П. ГГ Гарин». Шельга перевернул доску, и на обратной стороне оказались те же – навыворот – буквы: каким-то непонятным способом трехдюймовая доска была прожжена этой надписью насквозь».

Лазеры применяются в голографии для получения объемного изображения предмета, который при этом можно рассматривать с разных сторон.

Вот какова сила предвидения писателя-фантаста!

Лазеры уже нашли применение в искусстве и рекламе.

С помощью лазерного луча измерено расстояние от Земли до Луны и других планет с точностью... до нескольких сантиметров!

Лазер применяется в так называемой оптоволоконной связи, позволяющей без промежуточного усиления передавать

информацию на тысячи и десятки тысяч километров – по дну океанов и через континенты.

В 2001 году в нашей стране вдоль линий железных дорог проложена система оптоволоконной связи. Эта система позволяет не только управлять железными дорогами страны, но и передавать по ней самую различную информацию – многочисленные телефонные разговоры, телевизионные передачи.

Разрабатывается и мощное лазерное оружие для защиты от ракетно-ядерного нападения.

Наконец, с помощью мощного лазерного излучения ученые нагревают плазму до температуры в миллионы градусов для осуществления управляемой термоядерной реакции в термо-

ядерных реакторах.

Александр Михайлович Прохоров

Список применений лазеров в науке, технике, промышленности и практической жизни можно продолжать до бесконечности.

Как же сложилась жизнь и судьба первооткрывателей квантовых генераторов А. М. Прохорова и Н. Г. Басова?

Александр Михайлович Прохоров, русский физик и радиофизик, родился в 1916 году в Австралии, куда его отец, русский революционер, бежал из сибирской ссылки. В 1923 году семья вернулась на родину. В 1939 году А. М. Прохоров окончил физический факультет Ленинградского государственного университета и поступил в аспирантуру Физического института им. П. Н. Лебедева (ФИАЛ).

В 1941 году он был призван в армию. В 1944 году, после двух ранений, возвратился в ФИАН, где в 1946 году защитил кандидатскую диссертацию по теории колебаний, а в 1951 году защитил по этой теме докторскую диссертацию.

В 1952—1953 годах совместно со своим аспирантом Н. Г. Басовым сформулировал основные положения теории молекулярного генератора – мазера, а в 1954 году создал первый молекулярный генератор на аммиаке.

В 1954 году А. М. Прохоров стал заведующим лабораторией колебаний ФИАН. С этого времени он занимался преимущественно созданием лазеров и мазеров, подбором веществ для них с подходящими свойствами.

В 1964 году за эти работы А. М. Прохоров совместно с Н. Г. Басовым и Ч. Таунсом был удостоен Нобелевской премии по физике.

В дальнейшем его научные пути с Н. Г. Басовым разошлись. Басов стал директором ФИАН, а А. М. Прохоров стал многолетним директором Института общей физики Академии наук.

В 1966 году А. М. Прохоров предложил идею создания нового типа мощного газового лазера – газодинамического, в 1967 году реализовал ее.

Большой вклад он внес и в развитие исследований по лазерному термоядерному синтезу, проводил исследования по взаимодействию лазерного излучения с веществом. Среди последних работ Александра Михайловича – исследования по физике твердого тела, созданию непрерывных сверхсильных магнитных полей.

А. М. Прохоров обладал глубокими энциклопедическими знаниями во многих областях. С 1969 года он был главным редактором Большой советской и новой, Большой российской энциклопедии, энциклопедического словаря «Физика».

Николай Геннадиевич Басов

С 1959 года он был профессором МГУ, а с 1968 года заведовал кафедрой в Московском физико-техническом институте. В 1960 году А. М. Прохоров был избран членом-корреспондентом, а в 1966 году – действительным членом Академии наук СССР.

Умер Александр Михайлович в январе 2002 года, пережив своего ученика и аспиранта Н. Г. Басова всего на полгода.

Николай Геннадиевич Басов – русский физик, родился в 1922 году в городе Усмани Воронежской области в семье профессора Воронежского лесного института. В 1941 году окон-

чил школу, был призван в армию, служил на Украинском фронте. После демобилизации в 1945 году поступил в Московский инженерно-физический институт. С 1948 года, еще будучи студентом, работал лаборантом в Физическом институте имени П. Н. Лебедева (ФИАН). По окончании института Басов поступил в аспирантуру (его научными руководителями были М. А. Леонтович и А. М. Прохоров). В 1953 году защитил кандидатскую диссертацию, а в 1956 году– докторскую, посвященную теоретическим и экспериментальным исследованиям молекулярного генератора на аммиаке.

«За фундаментальную работу в области квантовой электроники, которая привела к созданию генераторов и усилителей, основанных на лазерно-мазерном принципе», Н. Г. Басов разделил в 1964 году Нобелевскую премию по физике с А. М. Прохоровым и Ч. Таунсом. Два советских физика – А. М. Прохоров и Н. Г. Басов – уже получили к тому времени за свою работу Ленинскую премию в 1959 году. В дальнейшем научная деятельность Н. Г. Басова была посвящена созданию самых различных типов лазеров: твердотельных, газовых, полупроводниковых, химических. В 1962 году Н. Г. Басов был избран членом-кор-респондентом, а в 1966 году – действительным членом Академии наук СССР.

В 1973 году Н. Г. Басов стал директором ФИАН и оставался на этом посту до своей смерти в июле 2001 года.

Жорес Иванович Алферов (р. 1930)

с^э

Жорес Иванович Алферов, выдающийся русский физик, самый «молодой» Нобелевский лауреат по физике, родился в 1930 году в Витебске. В 1945 году он поступил на факультет электронной техники Ленинградского электротехнического института (ЛЭТИ).

В 1950 году Ж. И. Алферов заинтересовался полупроводниками, которые стали главным делом его жизни.

В 1953 году, после окончания ЛЭТИ, Алферов был принят на работу в Физико-технический институт’ им. А. Ф. Иоффе в лабораторию В. М. Тучкевича. В первой половине 1950-х годов в институте создавались отечественные полупроводниковые приборы для внедрения в отечественную промышленность.

Лаборатория В. М. Тучкевича занималась получением монокристаллов чистого германия и созданием на его основе плоскостных диодов и триодов. При участии Ж. И. Алферова были разработаны первые отечественные транзисторы и силовые германиевые приборы. На основе этой работы Ж. И. Алферов в 1959 году защитил кандидатскую диссертацию.

В те годы появилась идея использования в технике гетеропереходов.

Гетеропереход – это контакт между двумя разными по химическому составу полупроводниками, а гетероструктура – это комбинация нескольких гетеропереходов, применяемых в полупроводниковых лазерах и светоизлучающих диодах. В полупроводниковом лазере активной средой служит полупроводниковый кристалл. А светоизлучающий диод (или светодиод) – это полупроводниковый прибор, дающий одноцветное оптическое излучение.

Создание совершенных структур на их основе могло привести к качественному скачку в физике и технике.

В то время попытки создать приборы с использованием гетеропереходов заканчивались неудачей, и это направление даже считалось бесперспективным.

Но Жоресу Ивановичу удалось создать близкий к идеальному гетеропереход, который и определил успех. Он был осуществлен с помощью широко известной теперь в мире микроэлектроники гетероперехода. Ж. И. Алферов со своими сотрудниками создали на ее основе гетероструктуры, близкие по своим свойствам к идеальной модели, и первый в мире полупроводниковый гетеролазер, работающий в непрерывном режиме при комнатной температуре.

Открытие Ж. И. Алферовым идеальных гетеропереходов и новых физических явлений в гетероструктурах дало возможность кардинально улучшить параметры большинства известных полупроводниковых приборов и создать принципиально новые, особенно перспективные для применения в оптической и квантовой электронике.

Созданные полупроводниковые лазеры нашли широкое применение в качестве источников излучения в волоконно-оптических линиях связи повышенной дальности.

На основе этих работ Ж. И. Алферов в 1970 году защитил докторскую диссертацию, а в 1972 году получил Ленинскую премию.

Разработка Ж. И. Алферовым в 1970-х годах технологии высокоэффективных, радиационностойких солнечных элементов на основе гетероструктур позволила (впервые в мире) организовать в России крупномасштабное производство гетеро-структурных солнечных элементов для космических батарей. Такая батарея была установлена в 1986 году на космической станции «Мир» и проработала на орбите весь срок эксплуатации без существенного снижения мощности.

Жорес Иванович Алферов – прямой наследник А. Ф. Иоффе как в исследованиях полупроводников, так и в качестве многолетнего директора Физтеха. Также как А. Ф. Иоффе, он заботится о научной смене. Он организовал в ЛЭТИ базовую кафедру оптоэлектроники, а в 1999 году создал научно-образовательный центр в Политехническом институте.

Ж. И. Алферов заложил новое направление в электронике, известное как «зонная инженерия».

В 2000 году Ж. И. Алферов вместе с Г. Кремером и Д. Килби был удостоен Нобелевской премии по физике. Ж. И. Алферов и Г. Кремер получили премию за «работы по получению полупроводниковых структур, которые могут быть использованы для сверхбыстрых компьютеров». Джек Килби удостоен награды за работы в области интегральных схем.

Современные информационные системы должны быть быстрыми, чтобы передавать большой объем информации за короткий промежуток времени, и компактными, чтобы уместиться в офисе, дома, в портфеле или кармане.

Своими открытиями Жорес Алферов и Герберт Кремер создали основу такой современной техники. Они открыли и развили быстрые опто– и микроэлектронные компоненты, которые создаются на базе многослойных полупроводниковых гетероструктур.

Гетеролазеры передают, а гетероприемники принимают информационные потоки по волоконно-оптическим линиям связи. Гетеролазеры есть в проигрывателях CD-дисков, устройствах, декодирующих (то есть расшифровывающих) товарные ярлыки, в лазерных указках и во многих других приборах.

На основе гетероструктур созданы мощные высокоэффективные светоизлучающие диоды, используемые в дисплеях (то есть экранах компьютеров), лампах Освещения в автомобилях и светофорах. В гетероструктурных солнечных батареях, которые широко применяются в космической и наземной энергетике, достигнуты рекордные по эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую.

Создатели русской авиации

Первый полет на самолете собственной конструкции совершили в 1903 году американские изобретатели Уилбер и Орвилл Райт. И сразу же повальное увлечение полетами на самолетах охватило весь мир – сначала США, потом Францию, ставшую законодательницей авиационной «моды», а вскоре и Россию. Сначала полеты самолетов воспринимались просто как цирковой аттракцион, но уже очень скоро несомненная польза авиации стала очевидной. Началось бурное развитие авиации под лозунгом: «Выше, дальше, быстрее!»