Alexander Prokhorov
Főnév
Alexander Prokhorov (tsz. Alexander Prokhorovs)
- (informatika) Alexander Mikhailovich Prokhorov (oroszul: Александр Михайлович Прохоров) szovjet és orosz fizikus volt, a lézertechnológia és a mikrohullámú erősítés úttörője. 1916. július 11-én született Ausztráliában, és 2002. január 8-án hunyt el Moszkvában. Legnagyobb érdeme a maser (mikrohullámú erősítő) és a lézer fizikai alapjainak kidolgozása, amiért megosztott fizikai Nobel-díjat kapott 1964-ben. A 20. századi alkalmazott kvantumfizika egyik meghatározó alakja volt.
Gyermekkora és tanulmányai
Alexander Prokhorov egy orosz emigráns családban született az ausztráliai Athertonban, Queensland államban. Szülei 1917 előtt hagyták el Oroszországot, politikai üldöztetés elől menekülve. 1923-ban, a polgárháború és a bolsevik konszolidáció után a család visszatért a Szovjetunióba.
Prokhorov Moszkvában nevelkedett, majd a Moszkvai Állami Egyetemen (MGU) tanult fizikát. Diplomáját 1939-ben szerezte meg. A második világháború alatt a Vörös Hadseregben szolgált, többszörösen kitüntették. A háború után visszatért a tudományos életbe, és belépett a P. N. Lebegyev Fizikai Intézetbe (FIAN), ahol egész életét végigdolgozta.
A kvantumfizika és rádiófizika úttörője
A háború utáni években Prokhorov a mikrohullámú spektroszkópiát kezdte kutatni. Ez a tudományág az atomok és molekulák kvantumállapotainak vizsgálatára alkalmas mikrohullámok segítségével. A mikrohullámú régió sokáig kevéssé feltárt terület volt – Prokhorov azonban világosan látta, hogy e frekvenciatartományban is lehet kvantumátmeneteket indukálni és erősíteni.
A maser elmélete és megvalósítása
Mi az a maser?
A „maser” egy rövidítés:
Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation (mikrohullámú erősítés gerjesztett emisszióval)
Ez az eszköz az Einstein által 1917-ben megjósolt gerjesztett emisszió elvén alapul. Az elv szerint ha egy kvantumrendszer mesterségesen „felgerjesztett állapotban” van, akkor egy beérkező foton hatására egy másik fotont bocsáthat ki, ugyanolyan energiával és fázissal – vagyis erősítést idéz elő.
A szovjet hozzájárulás
Az 1950-es évek elején Prokhorov és munkatársa, Nikolay Basov részletes elméleti modelleket dolgoztak ki a maser működéséről, és olyan háromszintű kvantumrendszereket írtak le, ahol a gerjesztés és emisszió stabilan megvalósítható.
1954-ben kísérleti eszközt is készítettek: az ammónia molekula kvantumállapotait használva sikerült mikrohullámokat erősíteni. Ezzel a világ egyik első működő maserét hozták létre.
Ezzel párhuzamosan – de függetlenül – Charles H. Townes amerikai kutató is hasonló eredményekre jutott, amit később Nobel-díjjal ismertek el.
A lézer elve és fejlesztése
A masertől a lézerig
A maser elve alapján Prokhorov és Basov már 1955-ben leírta, hogyan lehet a gerjesztett emissziót optikai tartományra kiterjeszteni – vagyis látható fényre.
Ez lett a lézer:
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (fényerősítés gerjesztett emisszióval)
Prokhorov javaslatot tett az optikai rezonátorokra, és közreműködött az első szilárdtest-lézerek teoretikus tervezésében. Habár a lézert végül először Theodore Maiman építette meg 1960-ban (rubinlézerrel), a szovjet elméleti munka megalapozta a technológia fejlődését.
Nobel-díj (1964)
Prokhorov, Basov és Townes megosztva kapták a fizikai Nobel-díjat:
„az oszcillátorok és erősítők fejlesztéséért az atomok és molekulák által keltett gerjesztett emisszió elvén, különösen a maser és lézer alapjainak kidolgozásáért.”
Ez volt a Szovjetunió egyik legnagyobb elismerése a hidegháborús tudományos versenyben, különösen mivel a lézertechnológia később kulcsfontosságú lett az elektronikában, távközlésben és katonai rendszerekben.
Tudományos vezető és intézetigazgató
Prokhorov nemcsak kutató volt, hanem tudományszervező és vezető egyéniség is. 1960-tól a Lebegyev Intézet igazgatóhelyettese, később főigazgatója lett. 1982-ben megalapította az Általános Fizikai Intézetet (GPI), és igazgatóként irányította a lézerek, optika és kvantumtechnológia szovjet kutatását.
Tanítványai és munkatársai közül sokan nemzetközi hírnévre tettek szert.
Későbbi kutatásai
A Nobel-díj után Prokhorov aktív maradt, és több új területen is úttörő munkát végzett:
- Infravörös lézerek fejlesztése
- Koherens optikai rendszerek
- Nonlineáris optika
- Biológiai és orvosi lézerek
- Spektroszkópiai módszerek az orvostudományban
- A lézerek alkalmazása sebészetben, szemészetben, daganatkezelésben
Különösen fontosnak tartotta a lézerek békeidős, civil alkalmazásait, szemben a katonai felhasználással.
Elismerések és tagságok
Prokhorov rendkívül sok tudományos elismerésben részesült:
- Nobel-díj (1964)
- Lenin-díj, Állami Díj, Sztálin-díj
- Lenin-rend (többször)
- A Szovjet Tudományos Akadémia tagja
- Nemzetközi akadémiák dísztagja: USA, Franciaország, Németország
- Az Általános Enciklopédia és a Nagy Szovjet Enciklopédia szerkesztőbizottsági tagja
Személyisége
Prokhorov rendkívül precíz, fegyelmezett, tekintélyt parancsoló tudós volt. Tanítványai szerint kemény, de igazságos vezetőként vezette kutatóintézetét. Mélyen hitt a tudomány társadalomformáló szerepében, és mindig hangsúlyozta a tudományos igazság objektivitását, politikai befolyás nélkül.
Halála és öröksége
Alexander Prokhorov 2002. január 8-án hunyt el Moszkvában, 85 éves korában. Halálát követően több intézményt, díjat és kutatóközpontot neveztek el róla.
Nevét viseli:
- A. M. Prokhorov Általános Fizikai Intézet
- Prokhorov-díj az orosz tudományos akadémián
- Utcák, emléktáblák Oroszországban
- A kvantumelektrodinamika és lézerfizika tankönyveiben máig alapfogalom
Összegzés
Alexander Prokhorov a 20. századi fizika egyik meghatározó alakja volt. A maser és lézer elveinek kidolgozásával nemcsak a kvantumelméletet gazdagította, hanem gyakorlatilag új iparágakat teremtett: lézertechnika, optoelektronika, távközlés, orvosi technológia.
Tudományos öröksége azt mutatja, hogyan lehet az elméleti fizika mélységeiből olyan eszközöket alkotni, amelyek megváltoztatják a mindennapi életet – a sebészet, a számítógépek, a CD-lemezek és a távközlés világában egyaránt.
Nevét örökre őrzi a lézerfizika története, és személye példát ad arra, hogyan lehet tudományos kiválósággal, szerénységgel és következetességgel nemzetközi hírnévre szert tenni – akár a hidegháborús árnyékban is.
- Alexander Prokhorov - Szótár.net (en-hu)
- Alexander Prokhorov - Sztaki (en-hu)
- Alexander Prokhorov - Merriam–Webster
- Alexander Prokhorov - Cambridge
- Alexander Prokhorov - WordNet
- Alexander Prokhorov - Яндекс (en-ru)
- Alexander Prokhorov - Google (en-hu)
- Alexander Prokhorov - Wikidata
- Alexander Prokhorov - Wikipédia (angol)