к
178
∑
КАВИТАЦИЯ – КЮРИ НҮКТЕСІ
486
487
түрде күшейеді. Кванттық электрониканың дәстүрлі электроникадан өзгешелігі
электрмагниттік өрістер зарядталған бөлшектер ағынындағы күшейтілу үрдісінде
түрлендірілместен тікелей күшейтіледі.
Бір бөлшектер үшін
2
деңгейден
1
деңгейге ауысу (сызбада, б – фотон шығады)
және төменгі деңгейден жоғарғы деңгейге еріксіз ауысқанда (сызбада, а – фотон
жұтылады) бірдей ықтимал болады. Сондықтан толқынның когерентті күшеюі
тек қоздырылған бөлшектердің саны қоздырылмаған бөлшектердің санынан
артық болғанда ғана мүмкін болмақ.
Термодинамикалық тепе-теңдік
шарттар жағдайында
Больцман
үлестірілуі бойынша энергияның
жоғарғы деңгейі төменгі деңгейден аз
толымдылықты болады. Заттардың ең
болмағанда бөлшектер энергиясының
екі деңгейі үшін жоғарғы деңгей
төменгі деңгейден артық (күшті)
толымдылық күйі –
инверсиялық
толымдылық күйі, ал заттың өзі активті орта деп аталған. Кванттық
электроникада электрмагниттік толқындарды күшейту үшін әртүрлі активті орта
пайдаланылады.
Оң кері байланысты тудыруды қоздыру активті орта орналастырылған
көлемдік резонатор жүзеге асырады. Кванттық электрониканың алғашқы ас-
пабы – молекулалық генератор 1955 жылы бір мезгілде Кеңес Одағында (Ни-
колай
Басов, Александр Прохоров) және АҚШ-та (Джон Гордон, Х.Цайгер,
Чарльз
Таунс) жасалған, оның активті ортасы аммиак молекуласының (NH
3
)
шоғы болған. Кванттық генератор аса дәл
сағат және дәл
навигациялық жүйе
жасауға жол ашты.
Толымдылық инверсиясын тудыруда барлық жағдайда қоздырылған бөлшек-
терді іріктеп алу (мысалы, қатты денелерде) әрқашан мүмкін болмайды. Сон-
дықтан 1955 ж. Н.Г.
Басов пен А.М.Прохоров толымдылық инверсиясының
жаңа әдісі –
үш деңгей әдісін ұсынды. Бұл әдісте қоздырылған бөлшектер ірік-
теліп алынбай, бөлшектер еріксіз түрде қоздырылады. Энергетикалық спек-
трінде үш деңгейлі энергия (
1
,
2
,
2
) болатын бөлшектерге қуатты сәулемен
ықпал (толтырумен) етіледі. Осы сәуле жұтыла отырып бөлшектерді төменгі
энергиялы
1
деңгейден жоғарғы энергиялы
3
деңгейге қаныққанға дейін
«айдайтын» болады, сонда олардың толымдылығы теңгеріледі. Сол себепті
2-сызба. Үш деңгейлер әдісі
КАВИТАЦИЯ – КЮРИ НҮКТЕСІ
486
487
к
178
∑
энергиялық деңгейлер жұптарында
1
,
2
немесе
2
,
3
толымдылық инверсия
жүзеге асады. Үш деңгей әдісі АҚШ-та
асажоғары жиілікті кванттық кү-
шейткіштер жасау үшін қолданылды.
1960 жылы американ физигі Теодор
Мейман (1927 – 2007) алғашқы
лазерді
жасады. Оның
активті ортасы ретінде
рубиннің монокристалы, ал толым-
дылық инверсиясын тудыру үшін
үш деңгей әдісі қолданылды. Резонатордың
шағылыстырушы айналары ретінде мұқият өңделген әрі күміс жалатылған
кристалл қабырғалар пайдаланылған. Толтыру көзі ретінде жарқырауық шам
пайдаланылған. Рубин мен неодимнің қоспасынан жасалған
әйнекті лазерлер
өте жоғары энергиямен қуат таратады. 1961 жылы газды лазер жасалған (амери-
кан физиктері Али
Джаван (1926 – 1992), Уиллард Беннетт (1903 – 1987),
Д.
Гарриот; 1961 жылы Н.Басов). 1962 жылы Жартылайөткізгішті инжекция-
лық лазер (американ физиктері: Р.
Хол, У.
Думке) жүзеге асырылған.
Кванттық электрониканың аспаптары радиофизика мен оптикада өте жоғары
мүмкіндіктер ашты. Кванттық электроника радиофизикада генераторлардың
күшейту сезгіштігін және жиілігінің тұрақтылығын кенеттен арттырған болса,
оптикада жарық энергиясын уақыт бойынша кеңістікте жіңішке спектрлік ара-
лықта шоғырландыра алатын жарық көздерін жасауға мүмкіндік берді. Осылар-
дың нәтижесінде ғылым мен техниканың жаңа салалары – лазерлік химияны,
сызықтық емес оптиканы, голографияны және
лазерлік технологияларды, т.б.
туғызды.
КВАРКОНИЙ – ауыр кварктен және оның антикваркінен құралған
мезон.
Кварконий – кварк-антикварк жұбынан құралған атомға ұқсас жүйе. Бұл 1974
жылы ашылған. Кварконий қарапайым бөлшектер физикасында күшті
өзараәсерлесуді анықтайтын «сынама» ретінде пайдаланылуы мүмкін. Квар-
конийдің ыдырауы кезінде глюондар бөлінеді. Кварконий әлсіз өзараәсерлесуді
зерттеуге арналған қолайлы нысан. Кварконий кейде
кваркатом деп те аталады.
КВАРКТЕР – қазіргі кездегі түсінік бойынша бүкіл
адрондар (бариондар
және мезондар) құралған болжалдық материалдық нысандар. Кварктер туралы
болжалды 1964 жылы американ физиктері: Мюррей
Гелл-Манн (1929 ж.т.)
және Джордж
Цвейг (1937 ж.т.) бір-біріне қатыссыз ашқан. «Кварк» деген атау
1939 жылы ағылшын жазушысы Джеймс
Джойстың (1882 – 1941) «Финнегагға
ас беру» деген романынан алынған, «кварк» атауы – мағынасыз сөз. Кварктер
туралы болжал резонанстардың көптеп ашылуына және оларды жүйеге келтіру-
дің қажеттілігіне байланысты туындаған. Кварктер болжалы адрондарды (яғни
бариондарды, мезондарды, резонанстарды) жүйелеу мен оның динамикасын
