"Хвосты их злобно извивались.

Крепкие глотки рычали

и урчали. Они приблизились

друг к другу с прижатыми

к затылку ушами,

с напряженными мускулами.

- Яу-яу-яу! - сказал черный.

- Уау-у-у! - прзвучал

в ответ здоровенный бас.

- Яу-уау-уау-уау-! - сказал

черный, придвигаясь

на четверть дюйма ближе.

Яу-у-у! - ответил желтый.

Затем желтый начал снова:

- Яу-у-у! - низким басом.

- Я-а-а-а! - завизжал черный,

стараясь вселить ужас

своим воплем:"

:..Мы уже упоминали о том, что электроны в атоме определенным образом распределены по энергетическим уровням. Выберем какие-нибудь два рядом расположенные уровня и обозначим число электронов на первом уровне - N₁ , на втором - N₂. Величина  N=N_1? N₂  называется разностью населенностей уровней. В равновесном состоянии N > 0. Однако можно определенным образом (способы эти мы здесь разбирать не будем) приготовить двухуровневую систему так, чтобы число электронов на верхнем уровне было больше числа электронов на нижнем уровне. При этом N < 0 (напомним, что такая разность населенностей уровней называется инверсной).

:..Если теперь через инверсную двухуровневую систему пропустить электромагнитную волну с частотой, близкой к частоте ? перехода между данными уровнями, то часть электронов верхнего уровня будет активно переходить на нижний уровень, излучая при этом фотоны той же частоты и поляризации, что и исходная электромагнитная волна. Волна при этом, естественно, будет усиливаться за счет излученных фотонов. Описанный вкратце процесс лежит в основе работы замечательного устройства - лазера. Не вдаваясь в детали громоздких математических вычислений, приведем здесь в упрощенной форме уравнение, представляющее собой связь между частотами ?, ? и разностью населенностей уровней N :

где с - скорость света,

К - волновой вектор, связанный с длиной волны соотношением         К = 2? / ?,

? > 0 - ?екоторая постоянная, зависящая от массы и заряда электрона.

:..Такие уравнения для ? = ?( К ) называются дисперсионными и широко используются при описании волновых процессов в различных средах. А теперь обратимся к совсем другой области физики. Представьте себе воду, содержащую большое количество пузырьков воздуха одинаковых радиусов с собственной частотой колебания ?. ?сли пропустить через "напузыренную" воду акустическую волну на частоте ?, близкой к величине ?, то такой процесс будет описываться своим дисперсионным уравнением. При этом выглядит это уравнение так:

где c₀ - скорость звука,

? - число пузырьков в единице объема,

? > 0 - некоторая постоянная, зависящая от параметров среды,

К = 2? / ?.

:..Сходство данного уравнения с уравнением для двухуровневой электронной системы поразительное! Ну как тут не пофантазировать о возможности осуществления акустического лазера. Тем не менее при наличии удивительной схожести в электронной и акустической системах есть и радикальные отличия. И главное из них: мы не знаем состояний пузырька, в которых он приобретает некоторую дополнительную энергию и держит ее при себе, не излучая, подобно электрону на верхнем уровне. Другими словами - у нас нет двухуровневой системы пузырьков. Кстати, незнание вовсе не означает, что таких состояний нет вообще. Пузырьки - вещь достаточно сложная и загадочная. И не исключено, что такие возбужденные состояния пузырьков еще будут обнаружены, например, в виде "застрявших" в пузырьках нелинейных волн (солитонов), о которых будет рассказано в следующем разделе. Второе различие: электромагнитная волна поперечна, а акустическая в жидкости - продольна. Итак, на сегодняшний день мы знаем, что пузырек в воде способен только рассеивать акустическую волну, но не "проглатывать" ее на некоторое время. Рассеивает волну пузырек по следующему закону (для низких частот ? << ? ):

:..Величина ? - называется "поперечным сечением рассеяния" и характеризует этот процесс. Но постойте, это тоже хорошо знакомое выражение! Открываем любой курс "Теоретической физики" и видим, что при частотах, далеких от резонанса (? << ?), электрон тоже рассеивает электромагнитную волну по закону:

:..Как вам это нравится? Тот же закон четвертой степени для частоты! Здесь r = e/mc² = 2,8·10^-15 м - классический радиус электрона. Кстати, электрон в несвязанном состоянии (вне атома) тоже способен только рассеивать фотон и не может его "проглотить". Может быть, нам тоже следует подумать над тем, как организовать "связанное" состояние пузырька, в котором он будет способен "заглатывать" порции акустической энергии? Тогда нечто похожее на акустический лазер станет реальностью. Рассуждения такого рода не приняты в научных статьях, где все понятое и оставшееся за пределами понимания авторов излагается значительно более строго и определенно. Но в голове физика своя "кухня", и в ней варятся различные идеи и фантазии до тех пор, пока самый строгий судья - логика не вынесет им окончательный приговор: быть или не быть. И проследить за таким процессом "варки" идеи чрезвычайно полезно для начинающего. Мне неоднократно доводилось наблюдать за тем, как "обмозговывают" идею физики-профессионалы высокого класса, и время от времени принимать участие в этом процессе, что было очень интересно и поучительно. Может быть, это не были идеи "суперкласса", а может быть, и были, ибо истина часто проясняется много позже, чем нам бы этого хотелось. Одна из таких интересных идей была высказана по поводу феномена "огненного" мальчика. Несколько лет на зад по страницам нашей прессы прокатилась волна сообщений о мальчугане, в присутствии которого частенько воспламенялись различные предметы - то дверь загорится, то одеяло, то газета, то еще что-нибудь. Мальчика заподозрили в злом умысле и поджогах, но подозрение не подтвердилось. А вещи горели. Информация о подобных случаях поступает и из других стран. Снят даже интересный фантастический фильм "Воспламеняющая взглядом" (по роману С. Кинга). Что происходит в таких ситуациях, мы не знаем. Одним из физиков (В.М.Вецко) была высказана мысль о том, что глаза таких людей-"поджигателей" могут представлять собой два естественных лазера с плотностью энергии излучения, достаточной для возгорания легко воспламеняющихся предметов. Смелая мысль! Численные оценки ее, вроде бы, не подтверждают: не может глаз безболезненно для себя устраивать такой фейерверк.

:..Но оценки оценками, а жизнь жизнью, и вполне возможно, что реализуются все же в глазу человека процессы, позволяющие существовать на свете людям-"гиперболоидам инженера Гарина". Существовал же в Габоне, в Африке, природный ядерный реактор. Да, да! То, к чему ученые шли не один год, - управляемую ядерную реакцию природа организовала сама, создав все необходимые условия для того, чтобы в толще залежей урана, без взрыва, протекала нормальная ядерная реакция. По остаткам - продуктам радиоактивного распада, характерным для активной зоны ядерного реактора, ученые установили этот ошеломляющий факт: работу естественного ядерного реактора. Первое время ученые пребывали в растерянности, так как на урановом руднике встречались участки (линзы) руды со странным процентным содержанием урана-235 и его окислов - таким же, как и в современных водо-водяных ядерных реакторах. Поэтому, когда в такую линзу попадала вода - естественный замедлитель нейтронов, в ней начиналась ядерная реакция. По некоторым оценкам, этот природный реактор работал около 500 тысяч лет, а мощность его была около 25 кВт. Происходило это удивительное явление около 2 млрд. лет назад. В дополнение к идее о людях-лазерах можно сказать, что концентрация энергии в малой области пространства может творить чудеса. Проводился такой эксперимент. В фокусе параболического зеркала помещался кусочек ваты. На некотором расстоянии от зеркала включали акустический динамик небольшой мощности (можно просто достаточно громко заорать в это зеркало), и вата загоралась! В этом случае энергия акустической волны за счет отражения от стенок зеркала тоже концентрировалась в малой области - в фокусе зеркала. Другой пример концентрации акустической энергии - сонолюминесценция. Если маленький пузырек воздуха "схлопывается" в воде за счет резкого увеличения давления (кавитация), например в сильной акустической волне, то из-за концентрации энергии колебаний в малой области молекулы в центре кавитирующего пузырька могут даже ионизоваться с излучением нескольких фотонов. Были и попытки создания акустического оружия. Обратите внимание на то, что ссорящиеся коты перед дракой долго и громко орут друг на друга, стараясь запугать противника. Хорошо этот ритуал описан в рассказе Сетона-Томпсона "Королевская аналостанка". Аналогично ведут себя перед потасовкой и некоторые люди. Таким образом, акустическое оружие представляет собой не что иное, как способ наорать на противника так, чтобы он рассыпался на атомы. В заключение процитирую насмешливое высказывание одного из физиков по поводу некоторых полуфантастических идей: "Ужасные трагедии в науке состоят в безжалостном убийстве прекрасных теорий безобразными фактами".