Сюжеты

В МЫШЕЛОВКЕ ОКАЗАЛАСЬ НЕ МЫШЬ, А ЕЕ ФОТОГРАФИЯ

Этот материал вышел в № 21 от 26 Марта 2001 г.
ЧитатьЧитать номер
Общество

 

Что стоит за сенсационными сообщениями об остановке света и опровержении Эйнштейна? Новое тысячелетие началось с сенсации. Газеты, радио, ТВ ударили по мозгам обывателя заголовками один другого сногсшибательнее: «В американском штате...


Что стоит за сенсационными сообщениями об остановке света и опровержении Эйнштейна?
       

  
       Новое тысячелетие началось с сенсации. Газеты, радио, ТВ ударили по мозгам обывателя заголовками один другого сногсшибательнее:
       «В американском штате Массачусетс группе физиков под руководством доктора Рональда Уолсуорта удалось то, о чем раньше можно было только читать в фантастических романах. Они остановили свет. В их работах принимал участие и российский ученый Михаил Лукин».
       «Остановка света сделает людей невидимками».
       «В месте остановки света возможна и остановка времени».
       «Знал бы Эйнштейн, что в XXI веке физики подвергнут сомнению его теорию относительности».
       «Исследования грозят перевернуть сложившуюся картину мира».
       Ну и так далее в том же духе.
       Что это? Действительно революция в науке? За ответом обращаюсь к человеку, который лично знаком с героями нынешней сенсации, имеет с некоторыми из них общие научные публикации, по два-три месяца работал вместе с ними в США. Сегодня в лаборатории стандартов частоты Физического института имени П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) он возглавляет группу, занимающуюся перестраиваемыми полупроводниковыми лазерами и их применением в атомной спектроскопии. Долго вспоминал, откуда знаю его фамилию. Вспомнил: фамилия автора слов знаковой «песни нашего века» — «Под музыку Вивальди». Это его родной брат.
       
       Мой собеседник — Владимир ВЕЛИЧАНСКИЙ
       
       — Владимир Леонидович! Представьте, что вам предложили сжато, буквально в одном абзаце — ну, положим, для справки в энциклопедии — изложить суть этих самых опытов с «остановкой света». Что бы вы сказали?
       — Сказал бы: проведены очень элегантные физические эксперименты, которые позволяют записывать информацию об импульсе света, а затем с произвольной, но ограниченной по времени задержкой ее воспроизводить. И даже претендуют на то, что можно запоминать квантовые состояния и потом без искажения воспроизводить их. Последнее предсказано, но экспериментально еще не подтверждено.
       — Боюсь, что дотошный читатель потребует более полных и более популярных разъяснений.
       — Я не убежден, что более полная картина окажется и более популярной. Но попробую.
       Итак, эксперимент поставлен в США в двух вариантах двумя разными группами, обнародовавшими свои результаты в декабре 2000 года и в январе нынешнего. В одну из них входит наш соотечественник, выпускник Московского физтеха (МФТИ) Михаил Дмитриевич Лукин. Дипломную работу делал у нас в ФИАНе, аспирантуру кончал в Техасском университете, где его научным руководителем был известный ученый в области квантовой оптики и лазерной физики Марлан Скалли. Года два назад Лукин перешел в Институт астрофизики в Бостоне.
       Вторую группу возглавляет Лене Хау.
       Эксперимент заключается в следующем. Берется сравнительно сильное лазерное излучение (или лазерное световое поле). При помощи модулятора, позволяющего изменять частоту, от него как бы отщепляется второе, мало отличающееся по частоте, но гораздо более слабое излучение. Первое называется управляющим, второе — пробным светом (полем). Два этих лазерных пучка посылаются в атомарный газ. В эксперименте Лене Хау — это газ натрия, температура которого в сто миллионов раз ниже комнатной. В другом эксперименте — атомы рубидия в атмосфере гелия. В обоих случаях созданы условия, чтобы атомы не могли быстро пересечь лазерный луч. При этом возникает так называемый эффект светоиндуцированной прозрачности, что сопровождается уменьшением групповой скорости пробного света примерно в миллион раз.
       — Что сие такое?
       — Это означает, что свет идет с большим замедлением, но поглощается очень мало. Пробный свет начинает застревать, движется чуть ли не со скоростью идущего автомобиля или даже бегущего человека. Вот, положим, в эксперименте Лене Хау длина суперохлажденного облачка в магнитной ловушке всего 339 микрон. И в этой несчастной трети миллиметра свет задерживается на десятки, сотни микросекунд, тогда как в свободном пространстве он прошел бы уже много километров.
       Когда отключается основное, управляющее поле, этот пробный свет вообще сходит на нет. Но — и вот тут вся изюминка эксперимента — он при этом оставляет в ней информационный след, свою «визитную карточку», свои «анкетные данные».
       В атомной физике есть такое понятие — спин. От английского «вращаться, вертеться». Это известный по школьным учебникам момент количества движения, но примененный не для характеристики вращения юлы или волчка, а к элементарным частицам микромира. Спин — одна из важных характеристик частицы, имеющая векторный характер. И именно спины, как бы опрокидываясь, переворачиваясь, играют решающую роль в рождении информационного следа, который остается в газе рубидия или натрия в данных экспериментах. Такой след может жить по атомным меркам довольно долго — до миллисекунд (пока меченые светом атомы не выберутся из лазерного пучка).
       Что же произошло? Во взаимодействии поля и вещества сошла на нет световая, оптическая компонента, но усилилась компонента атомная, связанная с ориентацией спинов, с их синхронным вращением.
       И вот снова включается управляющее излучение. Теперь уже однородное, без всяких отщеплений. Но когда оно попадает в ловушку и «цепляется» за информационный след, опрокидывает, переворачивает назад спины, от него снова отщепляется слабое пробное излучение.
       — Получается, как в песне, где физики «раскрутили шарик наоборот»? Правда, теперь в ином, атомном, масштабе...
       — Песня Галича хороша. Но к данному случаю не подходит. Однако вы правильно понимаете, что сначала спин опрокидывается в одну сторону, потом — в другую.
       В результате под воздействием информационного следа у управляющего излучения отбирается часть фотонов. Они преобразуются в фотоны пробного света. И на выходе мы теперь снова имеем два таких же луча, как и на входе в самом начале эксперимента. Это совсем другие лучи. Но в определенных условиях невозможно отличить их от исходных.
       Естественно, здесь есть почва для иллюзии, будто двойное излучение проникло в газовую среду, остановилось там на некоторое время, потом снова «ожило» и убралось восвояси. А дальше уже — широчайшее поле для научной и антинаучной фантастики.
       — Значит, никакой остановки света на самом деле не было?
       — Не было.
       — И получается: много шума из ничего?
       — Ну нет! Это многообещающий, даже сенсационный эксперимент. Только не на том пути, по которому рванулась наперегонки в погоне за сенсационной дешевизной ваша журналистская братия.
       В основу положена идея, которую предложили Михаил Лукин и Майкл Фляйшхауэр: использовать замедление светового импульса для сохранения и неискаженного воспроизводства информации и прежде всего — квантовой информации.
       Когда регистрируются сигналы из микромира, квантовые состояния не отражаются однозначно. В квантовой механике информация о системе может принимать множество промежуточных значений. Вся прелесть предложения Лукина и его коллег в следующем: они претендуют на то, что можно «запомнить» квантовое состояние системы, не нарушая его. Что, кстати, и сам Лукин считает главным.
       Правда, экспериментально эта часть идеи пока не проверена — экспериментировали лишь с классическим пробным импульсом. Но я не вижу для нее очевидных противопоказаний. И если идея подтвердится, это станет серьезным шагом к квантовому компьютеру.
       — Пока для этого нет не только технологических, но и чисто теоретических решений?
       — Никто и не утверждает, что это задача буквально завтрашнего дня. Но для ее решения принципиально важна неискаженная «память» о квантовых состояниях.
       — Говорят, вы лично знакомы с некоторыми участниками экспериментов по замедлению света?
       — Да. У нас с Мишей Лукиным ряд совместных публикаций. А у другого сотрудника нашей лаборатории Александра Зиброва таких публикаций еще больше. Одна из наших общих работ — по лазеру без инверсии, фактически первому такому лазеру, выполненная группой физиков, включая Скалли, Лукина, Зиброва и меня, — вошла в США в список пяти лучших физических исследований 1995 года. Большую роль в совместных экспериментах по замедлению света сыграл Владимир Саутенков, тоже наш сотрудник.
       Вообще, если давать полную развертку этих исследований во времени, очень многих надо назвать. Кстати, Лукин так и делает. Газеты же оставляют два-три имени. А то и одно. Но — чтобы не было недоразумений — последняя работа, где и прозвучали слова об остановке света, выполнена Лукиным с другой группой. Не с нашей.
       — В одной из газет прочел: «Что наделал наш Лукин? Он остановил луч света!» Действительно «наш Лукин» — первая скрипка в оркестре? Или снова «Россия — родина слонов»?
       — Ведущая роль Лукина в идее и интерпретации эксперимента неоспорима. В газетных публикациях, да, получается перехлест. Но на самом деле тут есть чем гордиться. У нас сохранились научные школы и замечательные вузы. Наша подготовка все еще дает возможность работать на мировом уровне в подобных интернациональных коллективах. Классных исследователей все еще готовят Московский физтех, МГУ, МИФИ, Новосибирский университет, лучшие высшие учебные заведения Питера. Однако такие возможности все время сужаются.
       Физтех, например, всегда был базовым институтом. Его студенты уже с первых курсов работали в лучших лабораториях. Число таких лабораторий в стране сокращается. Все больше и больше выпускников фирменных вузов, будучи востребованы за рубежом, не связывают свою судьбу с работой на родине.
       Печально, конечно. Но Россия воспроизводила свой интеллектуальный потенциал и в куда более трагических условиях. Страшнее другое: потеря «золотого запаса» вузовских педагогов, разрыв между их поколениями. Те наши ученые, которые нынче нарасхват на Западе, во многом этим обязаны преподавателям, которые их учили. А они вымирают быстрыми темпами.
       Вы спросите: что делать? Вопрос не ко мне. К тем, кто управляет Россией. Им явно не хватает дальновидения, понимания того, что человечество пребывает уже в другом, информационном, мире, где достойно живет тот, кто опирается на новейшие знания. Понимали бы — другие были бы вложения в науку, в образование.
       — Уважения к знаниям сегодня не хватает и всему обществу. Разве не свидетельствует об этом оккупация наших СМИ знахарством, колдовством и чародейством, недостоверными, якобы научными сенсациями, в контекст которых вписываются и нынешние инсинуации об опровержении Эйнштейна и о том, что сбывается мечта Уэллса о человеке-невидимке?
       — В последнее время я довольно часто говорю с Мишей Лукиным по телефону. И он все время подчеркивает, что никакого отношения к якобы «опровержению» теории относительности их эксперимент не имеет. Что журналисты — по невежеству или заведомо — путают групповую и фазовую скорости света. Но, конечно, «раскрутка» сенсации начиналась и с неаккуратных высказываний самих физиков.
       — Не надо было говорить об остановке света?
       — Да, в сообщении об одном эксперименте звучит нечто подобное. В другом случае говорится о поимке, о мышеловке. Создается впечатление, что в мышеловке — мышь. На самом же деле там всего лишь ее фотография или геном.
       — Но почему пресса так упорно хочет видеть именно мышь?
       — Ну это просто. Значительная часть СМИ находится под давлением финансовых обстоятельств, которые сказываются на степени их желтизны. Вот и разжигаются вокруг новостей науки такие же дешевые страсти, как вокруг приторных поп-звезд.
       С другой стороны, само общество перевозбуждено. Шоковые перемены посадили его на иглу. И теперь нормальные новости воспринимаются как нечто пресное, недожаренное, недосоленное. Сложился даже стереотип, по которому раскручиваются «научные» сенсации, подобные нынешнему «посрамлению» Эйнштейна.
       — Стереотип, широко открывающий двери торжествующему невежеству, загоняющий ученых в угол?
       — Ученые, между прочим, тоже не против воспользоваться этим стереотипом в рекламных целях. В Соединенных Штатах я знаю одного очень хорошего специалиста-техника, который работает в ведущем метрологическом институте, но тем не менее регулярно ездит на охоту за НЛО. Чем больше шума вокруг имени ученого, тем больше у него в рыночных условиях шансов получить гранты, бюджетное или спонсорское инвестирование.
       Все чаще и чаще сталкиваешься в научном сообществе с двойным стандартом. Это вот, с преувеличенными обещаниями, — на соискание гранта. А вот это, где все строго, точно, — для научного журнала. Сами ученые испытывают потребность в подогревании, нагнетании интереса к самим себе. Не из тщеславия — деньги на эксперименты нужны. Так что шоу с сенсациями иногда играют и положительную роль. К сожалению, конечно.
       — Почему к сожалению?
       — Потому что все-таки негоже науке, чтобы выжить, рядиться в маскарадные костюмы невежества. Ведь не совсем же у нас наука сдохла! Если бы хоть какое приличное, разумное финансирование возникло, то наука в стране быстро стала бы подниматься. Сейчас огромное количество российских ученых активно работают за рубежом на самых передовых позициях. Но многие из них были бы счастливы вернуться в наши снега. Для этого физик своим трудом должен зарабатывать хотя бы больше, чем на дорогу от дома до работы. Поверьте, я знаю, что говорю.
       


Рейтинг@Mail.ru

К сожалению, браузер, которым вы пользуйтесь, устарел и не позволяет корректно отображать сайт. Пожалуйста, установите любой из современных браузеров, например:

Google ChromeFirefoxOpera