Фабрикант Валентин Александрович (1907 – 1991)

Доктор физико-математических наук, профессор, действительный член Академии педагогических наук, лауреат Государственной премии Валентин Александрович Фабрикант сформулировал принцип усиления электромагнитного излучения при прохождении сред с инверсной заселенностью, лежащий в основе квантовой электроники. Он был крупнейшим специалистом по физической оптике, физике газового разряда и квантовой электронике. Работы В.А. Фабриканта хорошо известны как в нашей стране, так и за рубежом. 

Валентин Александрович Фабрикант родился в 1907 году в Москве в семье ученого-агронома. В 1925 году он поступил на физико-математический факультет МГУ, где он слушал лекции выдающегося физика С.И. Вавилова, впоследствии президента Академии наук. Под его руководством В.А. Фабрикант проводил экспериментальные работы по квантовому выходу флуоресценции. Влияние С.И. Вавилова отразилось и на дальнейшей научной работе В.А. Фабриканта – по разработке люминесцентных ламп и применению люминесцирующих зондов для диагностики плазмы. В 1930 году после окончания университета В.А. Фабрикант начал работать во Всесоюзном электротехническом институте (ВЭИ), где возглавил лабораторию. В этом же году по рекомендации С.И. Вавилова стал преподавать на кафедре физики в МЭИ. С 1932 года Фабрикант работает над вопросом оптики газового разряда. Им опубликован ряд статей под общим названием «Оптические исследования разряда», в которых приводятся данные о спектральном составе и интенсивности излучения газового разряда в широком интервале изменения токов и давлений. В 1935 году В.А. Фабриканту без защиты диссертации за цикл его работ была присуждена учена степень кандидата физико-математических наук. В 1938 году В.А. Фабрикант предложил метод прямого экспериментального доказательства существования вынужденного излучения и при этом был первым, кто обратил внимание на принципиальную возможность создания среды, не ослабляющей, а усиливающей проходящее через нее излучение (отрицательна абсорбция). В 1939 году В.А. Фабрикант в Физическом институте им. П.Н. Лебедева защитил докторскую диссертацию, посвященную исследованию оптических характеристик газового разряда. В.А. Фабрикант наряду с чисто научной работой занимался также практической работой по созданию люминесцентных источников света. В 1951 году за разработку люминесцентных ламп В.А. Фабрикант был удостоен звания лауреата Государственной премии совместно с С.И. Вавиловым, В.Л. Левшиным, М.А. Константиновой-Шлезингер, Ф.А. Бутаевой. В.И. Долгополовым.
В.А. Фабрикант продолжал исследования по отрицательной абсорбции совместно с М.М. Вудынским и Ф.А. Бутаевой, в 1951 году была подана заявка
на изобретение нового метода усилении света. Было показано, что прохождение света сквозь среду с инверсной заселенностью приводит к экспоненциальному возрастанию его интенсивности. Принцип усиления был распространен на ультрафиолетовый, инфракрасный и радиодиапазон. Авторское свидетельство по этой заявке было выдано с большим опозданием - только в 1959 году, а в 1964 году – диплом об открытии №12 с приоритетом от 1951 года «На способ усиления электромагнитного излучения (ультрафиолетового, видимого, инфракрасного и радиодиапазонов волн», основанный на использовании явления индуцированного испускания». Таким образом, впервые в мире была дана четка формулировка квантового способа усиления электромагнитных волн в средах, находящихся в неравновесном состоянии, изложена теория квантового усиления, сформулирован закон усиления в средах с отрицательным коэффициентом усиления. Явление усиления электромагнитных волн и изобретенный способ их усиления лежат в основе действия всех квантовых усилителей и генераторов (десть лет спустя названных американскими физиками мазерами и лазерами) и являются основой квантовой электроники. За выдающиеся работы по оптике газового разряда Фабриканту В.А. в 1961 году была присуждена золота медаль имени С.И. Вавилова. Свою педагогическую детальность В.А. Фабрикант начал в 1930 году на кафедре физики МЭИ, где сначала был ассистентом, затем доцентом, потом профессором и зав. кафедрой физики с 1943 по 1977 годы. В 1962 году В.А. Фабрикант на кафедре физики организовал новую специальность по подготовке инженеров для разработки и применения лазеров в научных исследованиях и в промышленности. За это время было подготовлено более 700 инженеров. В 1968 году В.А. Фабрикант был избран действительным членом Академии педагогических наук. Последние годы жизни В.А. Фабрикант работал в качестве профессора-консультанта на кафедре физика-1. Профессор В.А. Фабрикант многие годы был членом президиума общества «Знание», членом редколлегии журналов «Радиотехника и электроника», «Квант» и «Физика в школе». За свою педагогическую и научную работу В.А. Фабрикант был награжден двум орденами Трудового Красного Знамени, двум орденами «Знак Почета», двум золотыми медалями имени С.И. Вавилова. После смерти В.А. Фабриканта в 1992 году ученый совет МЭИ присвоил кафедре физики им В.А. Фабриканта. В.А. Фабрикант опубликовал свыше 250 работ.

В ФИАНе фактически были продолжены исследования Фабриканта и Бутаевой. Для этого имелся и научный коллектив, и правильно поставленная задача. Молодые А. М. Прохоров и Н. Г. Басов выбрали другой диапазон электромагнитных излучений: не оптический, а радиочастотный (микроволновый). В радиоспектроскопии легче создать необходимые условия, о которых речь шла выше: верхние энергетические уровни достаточно заселены уже при обычных температурах, и высокой плотности пучка для накачки добиться относительно несложно. Еще одним подспорьем для этой научной группы стал повышенный интерес к радиоспектроскопии со стороны военных благодаря возникшим задачам, связанным с радиолокацией, и последовавшему значительному финансированию исследований.
В 1954 году Н. Г. Басов и А. М. Прохоров, а также независимо от них Ч. Х. Таунс (США) опубликовали  первые работы, следствием которых стало создание прибора, излучающего в радиочастотном (микроволновом) диапазоне электромагнитных колебаний и получившего название “мазер” (от англ. MASER — Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation — усиление микроволновых колебаний с помощью индуцированного излучения).
В 1964 году этим исследователям была присуждена Нобелевская премия по физике за “фундаментальные работы в области квантовой электроники, приведшие к созданию генераторов и усилителей на основе принципа лазера-мазера”. При награждении от имени лауреатов нобелевскую лекцию прочел академик А. М. Прохоров. Текст лекции снабжен списком цитируемой литературы. Интересно, что среди пятнадцати ссылок большую часть (восемь), как водится, составлют статьи лауреатов (самоцитаты), но среди остальных приводится работа Ф. А. Бутаевой и В. А. Фабриканта “О среде с отрицательным коэффициентом поглощения”.
Во всех современных физических энциклопедиях открытие Фабриканта, Вудынского, Бутаевой характеризуется как одно из высших достижений мировой физической науки ХХ века, фундаментально изменившее науку и технику, сказавшееся на различных сторонах жизни каждого человека. К сожалению, в свое время авторы не получили должной поддержки и признания, потратив массу драгоценного времени на преодоление академических препонов. Этот случай уже стал хрестоматийным примером неоцененности ученых современниками.
Академик А. Д. Сахаров в воспоминаниях писал, что в конце 1940-х годов по настоянию своего учителя И. Е. Тамма “... три семестра преподавал в Московском энергетическом институте. В МЭИ заведующим кафедрой физики был проф. В. А. Фабрикант. Он очень опасался моей педагогической неопытности и давал мне разные полезные наставления. Его собственная научная судьба драматична. Примерно в те же годы, когда мы общались, он (вместе со своей сотрудницей Бутаевой) предложил принцип лазера и мазера (использование эффекта индуцированного излучения, на существование которого в 1919 году в первые указал Эйнштейн). Но радость осуществления этой замечательной идеи — и известность — достались другим. Через 20 лет Фабриканту была присуждена премия имени Вавилова (я был в числе членов комиссии). Явилась ли эта запоздалая премия хоть каким-то утешением уже старому и больному человеку, стоявшему у истоков одного из самых удивительных открытий нашего времени?”
По словам коллег из близкого окружения Фабриканта и Бутаевой, они однажды высказали неудовольствие в адрес Басова и Прохорова за то, что те не включили их в нобелевский список. Но, с другой стороны, они хорошо понимали, что завку в Нобелевский комитет подает организация и ФИАН из репутационных соображений был заинтересован в продвижении своих сотрудников. А в прикладном институте, каковым был ВЭИ, реорганизованный позже во Всесоюзный научно-исследовательский светотехнический институт (ВНИСИ), а тем более в МЭИ важность работ Фабриканта и Бутаевой для мировой науки никто оценить не мог.
Рискнем предположить, что, если бы академик С. И. Вавилов не умер относительно молодым в 1951 году, трудностей с публикациями было бы заметно меньше, а заявка в Нобелевский комитет могла выглядеть иначе.
Многое, что сегодня известно о научной, производственно-технологической и организационно-административной сторонах детальности Ф. А. Бутаевой, все же не дает ответа на поставленный в начале статьи вопрос: как девушка из осетинского селения Салугардан стала соавтором одного из важнейших открытий в физике XX века?
Предпосылками этому послужили упорная работа Ф. А. Бутаевой по самообразованию, ее хороша теоретическая подготовка в области математики и физики, научная интуиция, способность проводить и осмысливать тончайшие эксперименты и, что не менее важно, готовность пожертвовать многим в жизни ради науки.

Ссылки: