— Примерно пять лет, с 1993-го по 1998-й. А уже потом я оказался в Гарварде, на постдоковской позиции. Причем мне очень повезло в том плане, что в Гарвардский университет меня пригласили на сверхльготных условиях: обычный постдок должен прикрепляться к какой-либо научной группе, тогда как мне предоставили возможность работать самостоятельно.
Благодаря этой творческой свободе в Гарварде мне и моим коллегам удалось успешно поставить и осуществить эксперимент по остановке света, и при этом нам сильно помогли гарвардские ученые, которые занимались схожей тематикой.
Рисунок: Константин Батынков
— Его предыстория была довольно любопытной. Пригласивший меня в США Марлон Скалли — прежде всего теоретик, и первые пару лет моего аспирантства я в основном занимался у него чистой теорией. Кроме того, мы активно работали над новым типом лазеров — лазерами без инверсии. Как известно, усиление лазера обычно достигается при помощи индуцированного излучения, которое, в свою очередь, требует так называемой инверсии заселенностей, то есть такого состояния физической системы, при котором количество возбужденных атомов превышает число атомов в основном, низкоэнергетическом состоянии.
И у нас тогда возникла идея, что можно попробовать как-то специально приготовить атомы, «помассировать» их, чтобы они не поглощали свет, а только испускали его, и тогда их инверсии уже не потребуется. Сначала это была чистая теория, но затем мы стали задумываться и над тем, как ее реализовать на практике. Правда, в то время мы еще экспериментальной работой почти не занимались, но как-то раз к нам пришел Скалли и сам сказал, что пора бы уже наконец перейти от идей к практике, а иначе, мол, никто их серьезно не воспримет. Более того, он сразу же предложил нам приступить к делу в выделяемой под это лабораторной комнате, закупил диодные лазеры нового типа, которые к тому времени уже стоили относительно недорого, и назначил меня ответственным за эксперимент.
Впрочем, оказалось, что с новыми лазерами никто в Техасе толком работать тогда не умел. Но я хорошо знал, что в московском ФИАНе есть группа специалистов под руководством Владимира Величанского, которые были одними из пионеров-разработчиков лазеров этого нового типа. Мы с ними связались, они очень заинтересовались нашей идеей, сам Володя приехал, а затем к нам присоединился один из его сотрудников Саша Зибров, вместе с которым, к слову, мы работаем в Гарварде до сих пор.
В итоге мы смогли провести в нашей новой лаборатории целую серию успешных экспериментов, в том числе уже в 1995 году сконструировали рабочий безынверсионный лазер.
Безусловно, решение этой серьезной задачи оказалось для нас очень полезным первым опытом, более того, один из тогдашних экспериментов позднее стал непосредственным прототипом нашего гарвардского эксперимента по остановке света. Причем, честно говоря, осуществить его на практике было очень просто, о чем, в частности, может свидетельствовать тот факт, что сейчас мы регулярно воспроизводим его на студенческих занятиях в процессе обучения методам спектроскопии. И в этом, наверное, и заключается прелесть науки: зачастую серьезных прорывов в ней удается достичь не при помощи какой-то сверхсложной новой аппаратуры, а просто благодаря успешной практической реализации пришедшей в голову правильной идеи.
Возвращаясь же к вопросу о нашем первом опыте по остановке света, должен сказать, что на самом деле этот эксперимент был осуществлен в каком-то смысле вынужденно. У Марлона Скалли намечался шестидесятилетний юбилей, и все его ученики и бывшие студенты решили сделать ему подарок в виде специального сборника научных работ. Но писать по такому поводу что-то проходное, формальное мне и моим коллегам не хотелось, поэтому мы стали думать над тем, чем бы его порадовать по-настоящему. И сошлись на том, что стоит попробовать довести до логического конца наш первый удачный эксперимент по замедлению света, то есть не просто его замедлить, а совсем остановить.
Но по большому счету эта идея остановки света все еще не вышла за чисто фундаментальные рамки. Эта техника применяется при разработке квантовой памяти, а сравнительно недавно обозначилось еще одно направление, на котором эти схемы уже пытаются практически развивать в системах без атомов. Оказалось, что схожие идеи можно реализовать, используя нанофотонные твердотельные элементы: при помощи этих элементов для фотонов создаются особые линии задержки. Так, специалисты IBM сконструировали экспериментальный интегрированный процессор, частью которого является оптический соединительный элемент (линия передачи на чипе). То есть на этом чипе реально используется «медленный» свет.
