Болгарский ученый Симеон Метев предложил получать искусственные алмазы с помощью лазера. Лучи лазера разогревают метан, переводя его в состояние плазмы, при этом на дно рабочей камеры оседают мерцающие крупицы – алмазы. Дело в том, что атомы углерода (а метан – это одно из его соединений) под действием лазерного луча образуют особую кристаллическую решетку, присущую алмазу.
Новый метод является самым дешевым способом изготовления искусственных алмазов. Прежде их получали либо под высоким давлением, либо в сверхчистом вакууме. Их производство было долгим и дорогим. Теперь с помощью лазера можно моментально изготавливать крохотные технические алмазы, а затем наслаивать их на лезвия ножей и режущие кромки инструментов. Подобными алмазами можно покрывать, например, скальпели или искусственные протезы бедра, что повысит их долговечность. Дешевые алмазы окажутся ценным сырьем и для компьютерной промышленности; их используют в производстве микросхем.
Лазер стал настоящим подарком для медиков. С его помощью хирурги могут рассверливать тромбы, закупорившие вены, или разрезать тончайшие капилляры, оставляя неповрежденной соседнюю ткань. Чаще всего используется термическое действие лазера: при нагреве ткани от 60 до 100 градусов белок коагулирует (свертывается), а при нагреве выше 300 градусов ткань испаряется. Данные эффекты можно комбинировать, поэтому лазер применяют для разрезания сильно кровоточащих тканей, например тканей печени или селезенки. Другие области его применения – горло, желудочно-кишечный тракт, носовая полость, ушные раковины.
Поразительная точность лазерного «скальпеля» делает его незаменимым инструментом врача-офтальмолога.
Так, с помощью лазера можно корректировать близорукость или дальнозоркость. По оценкам экспертов, в Германии, например, в течение трех ближайших лет число операций, проводимых офтальмологами с применением лазера, возрастет в три с лишним раза – с 60 000 (в 2002 году) до 200 000 (в 2005 году).
Лазерная офтальмология только входит в наш быт. Еще в середине девяностых годов подобные операции с использованием лазера часто оканчивались неудачей, и, «выздоровев», пациент видел хуже, чем до начала лечения. Сейчас, поданным исследования, проведенного швейцарскими медиками, лишь в семи процентах случаев больные, перенесшие лазерные операции на роговице, сталкиваются потом с различными осложнениями. «Если, конечно, не считать, что у каждого второго пациента ухудшается ночное зрение», – добавляют они.
Медики используют лазер не только для оперативного вмешательства, но и для фундаментальных исследований. Их планы обещают многое. Сейчас ученые стремятся создать сверхбыстрые лазеры, которые помогут поэтапно изучить химические реакции, протекающие в живых клетках. Это позволит выяснить структуру молекул, вызывающих различные заболевания. Зная ее, можно изготавливать лекарства, которые целенаправленно воздействовали бы на эти молекулы.
С помощью лазера можно врачевать и погоду. Так, немецкие физики разработали лазер, который может защитить от грозы. Если направить его луч на грозовое облако, оно моментально разрядится, и молнии не причинят вред. Подобная система уже опробована в лаборатории.
Впрочем, лазер может не только сражаться с грозой и тучами, наползающими на город. Он вполне сумеет оценить загрязнение атмосферы. Для этого в небо направляют мощные вспышки, длящиеся несколько триллионных долей секунды. Частота этих световых лучей разнится. Некоторые из них поглощаются атмосферой; другие, отразившись от аэрозолей, возвращаются на землю. Прибор улавливает отраженные волны и по изменению их длины оценивает, чем загрязнен воздух.
Так, от медицины мы перешли к физике. Здесь лазер тоже добился немалых успехов. С его помощью можно изучать «кирпичики мироздания» – атомы, наблюдая за отдельными их движениями и даже за перемещением электронов от атома к атому – процессом, который длится несколько сотен фемтосекунд (фемто – десять в минус пятнадцатой степени). Полученные данные можно использовать при создании новых оптико-электронных приборов, предназначенных для сверхбыстрой обработки сигналов в компьютерных системах и системах связи.
