Эта глава будет самой короткой, иначе пришлось бы писать новую книгу. Между тем монографии о техническом применении искусственных гранатов уже написаны [71, т. 1, с. 318—324]. Мы лишь перелистаем их.

О лазерах весь мир узнал в 1964 г., когда Н. Г. Басову, А. М. Прохорову и Ч. Таунсу присудили Нобелевскую премию. Лазер стал модной темой популярных лекций и книг, в том числе фантастических. Прототипом лазера был объявлен гиперболоид инженера Гарина, хотя принципы действия обоих аппаратов совершенно различны. В телефильме «Крах инженера Гарина» гиперболоид даже внешне напоминает лазерную установку.

Лазер немыслим без рабочего тела — активной среды, в которой зарождается мощное излучение. В первых лазерах роль активной среды играли монокристаллы рубина, которые испускали свет в узком диапазоне волн. Это не удовлетворяло ученых, и они искали новые лазерные материалы.

Вскоре выяснилось, что силикатное стекло с примесью ионов неодима тоже может быть активной средой. Так как неодим входит в группу лантанидов, возник вопрос: не окажут ли благотворного влияния и другие элементы этой обширной группы? Ответ был положительным. Отсюда недалеко до монокристаллов НА Га, которые в любых соотношениях смешиваются с лантанидно-алюмини- евыми гранатами. Так появились активные среды, состоящие из ИАГа с примесью самария, диспрозия, тулия, празеодима, неодима, эрбия, гольмия. В дальнейшем количество лазерных материалов росло со скоростью снежного кома: ИАГ с добавками хрома, никеля, кобальта, ванадия; лантанидно-галлиевые и лантанидно-германиевые гранаты с различными добавками. Диапазон длин волн весьма расширился Сейчас возможно получение лазерных лучей, окрашенных во все цвета солнечного спектра.

Лазеры прочно вошли в жизнь. С помощью «светового скальпеля» проводят хирургические операции, лечат некоторые виды рака. Лазерные лучи режут и сваривают металлы, прожигают отверстия в любых материалах. Лазеры способствуют развитию голографии и получению термоядерной плазмы. С помощью лазера уточнили скорость света и промерили расстояние между Луной и Землей. На 6-й Международной конференции по росту кристаллов (Москва, 1980 г.) X. С. Багдасаров показал фильм об использовании лазерного нагрева для получения кристаллов, образующихся в экстремальных условиях. Впервые ученые зафиксировали на пленке появление высокотемпературного расплава, процессы затравливания и роста монокристаллов ИАГа и лейкосапфира. Рабочим же телом в лазере служил кристалл ИАГа с примесью оксида неодима [72].

Не забыли ученые и об иттриево-железных и ланта- нидно-железных гранатах. Эти черные кристаллы относятся к классу ферромагнитных веществ. Они прозрачны для тепловых лучей и могут применяться в оптических приборах и в вычислительной технике. На основе монокристаллических пластин или пленок феррит-гранатов созданы интегральные схемы с повышенной плотностью записи информации (около ста тысяч бит на одном квадратном сантиметре). Магнитные головки из феррит-гранатов применяются в магнитофонах для записи, воспроизведения и стирания сигналов звукового и видеодиапазонов. Они отличаются большей твердостью, чем металлические головки, и позволяют увеличить скорость движения магнитной ленты до 40 м/с.

Настоящую революцию в техническом применении монокристаллов произвела работа советского ученого К. Н. Баранского. Фронтовой радиоразведчик после окончания войны пришел в Московский государственный университет. В 1957 г. он, будучи уже доцептом университета, опубликовал статьи о возбуждении ультразвуковых колебаний в кристаллах кварца [73, 74].

Попробуем оценить перспективы открытия К. Н. Баранского.

Скорость распространения электрического сигнала в проводнике соизмерима со скоростью света. Скорость же ультразвука в кварце почти в 50 тыс. раз медленнее: Преобразовывать электрический сигнал в ультразвуковой и наоборот ученые умеют. Таким образом, появляется

реальная возможность затормозить, задержать сигнал на определенный отрезок времени.

Где это нужно?

Да в цветном телевидении, например! В приемнике телевизора для формирования цвета необходимо одновременное присутствие двух сигналов. Но сигналы эти совпасть во времени никак не могут, поскольку один возник раньше другого. Вот и преобразуют первый сигнал в ультразвук и пропускают его через кварцевый стержень заданной длины. Сигнал поневоле задерживается и подходит к приемнику одновременно со вторым сигналом. И мы наслаждаемся великолепным сочетанием цветов на экране телевизора.

Система, состоящая из преобразователей сигналов и кварцевого стержня, называется линией задержки. Медленное стекло из рассказа Б. Шоу «Свет былого» — по сути та же линия задержки. Чем толще стекло, тем больше времени требуется свету, чтобы пройти сквозь него. Однако писатель не учел одного обстоятельства: медленное стекло должно искажать и поглощать свет. При некоторой толщине оно будет просто непрозрачным.

В фантастическом рассказе это обстоятельство не имеет значения, ибо автор добивался иного эффекта. Но в действительности искажение и затухание ультразвука вынуждает укорачивать линию задержки.

Есть такой анекдот. «Однажды ходжа Насреддин поднялся на минарет и закричал изо всей силы. Потом, быстро спустившись с минарета, побежал в поле. Все, кто видел его, спрашивали:

—        Ходжа, что случилось, куда ты бежишь?

—        Бегу,— ответил ходяча,— чтобы узнать, до какого места доходит мой голос» [75, с. 213].

Остроумец ходжа Насреддин мог убедиться, что звук его голоса затухает в воздухе, пройдя пару сотен метров. В кварце ультразвук затухает на протяжении сантиметров.

Встал вопрос о материале с наименьшим затуханием ультразвуковых волн.

Любители научной фантастики, возможно, читали повесть Алмаз «Шах» [76]. При подготовке рукописи к печати из нее выкинули страницу. Привожу ее здесь, так как описываемое имеет отношение к линиям задержки.

«—Ты знаешь,—ликующим голосом заявила Ирина,— что затухание ультразвуковых волн в плавленом кварце равно 70 децибелам в микросекунду?

—        Нет,— ответил Марат.— Меня это не волнует.

—        В кристаллах шпинели — 32, в рубине — 20, в гранате с добавкой лантанидов — 15!

—        А ты слышала такой анекдот,—в тон ей продолжил Марат.— На одной научной конференции докладчик заявил: «А теперь я сообщу вам некоторые цифры, которые говорят сами за себя... Тридцать два! Двадцать!! Пятнадцать!!!» И ушел с трибуны под восхищенные выкрики ученых.

—        Я говорю серьезно,— обиделась Ирина.

—        Тогда объясни! Я же твоих децибелов не понимаю.

—        Знаешь, что такое линии задержки?

—        Очень смутно.

—        Это устройства для задержки сигналов на заданный промежуток времени. Они применяются в телевидении, в радиолокационных станциях, в кодирующих и запоминающих устройствах, в электронно-вычислительных машинах, в космической технике. Кабельные линии задержки делают аппаратуру громоздкой, да и затухание волн в них большое, что приводит к искажению сигнала. Поэтому физики придумали ультразвуковые линии задержки на основе монокристаллов различных веществ. Пока наименьшее затухание отмечено в кристаллах ИАГ с добавкой лантанидов».

Да, именно искусственный гранат стал тем самым медленным стеклом для ультразвуковых волн, без которого немыслимо дальнейшее развитие некоторых отраслей техники [77, 78].

В электронно-вычислительных машинах гранатовые линии задержки служат своеобразными ячейками памяти. Получив промежуточный результат, ЭВМ преобразует его в ультразвуковой сигнал и отправляет в линию задержки. Около десяти микросекунд сигнал идет по гранатовому стержню. За это время ЭВМ успевает сделать сотни операций и подготовиться к получению информации, необходимой для дальнейших вычислений, из блока памяти.

Грапатовые линии задержки станут глазами и ушами космических кораблей. Помните фантастическую повесть Эдмона Гамильтона «Сокровище Громовой Луны»? [79]. Самое невероятное в ней —не голубоватый минерал левиум, «элемент с обращенной полярностью притяжения», не атомные пистолеты и не чудовищное порождение Оберона — полуразумные Огневики. Самым фантастическим в повести является подвиг пилота Стини.

«Там, на юге, над пламенным огненным морем поднималось в дыму какое-то темное тело. Это был огромный продолговатый «Метеор», грохотавший огненными вспышками килевых дюз. Он ринулся к вулканическому пику над лавовым морем. При малой высоте и огромной скорости он неизбежно должен был разбиться.

— Стини, назад! — напрасно кричал в передатчик Норт.

Слишком поздно! Огромная масса «Метеора» рванулась вниз к узкой площадке. Грохот ревущих дюз заглушил раскаты грома. Корабль падал, падал, чтобы разбиться и утонуть в огненной лаве...

Килевые дюзы изрыгали вниз бешеное пламя, разбивая море лавы в чудовищный фейерверк огненных брызг. Уравновесившись на этих огненных столбах, качаясь во все стороны в бурных вихрях, мечущихся вокруг него, корабль замер, паря в воздухе.

Казалось безумием думать, что какой-нибудь пилот сможет произвести здесь, в этих воющих дымных вихрях, подвесную посадку — самый сверхчеловеческий из всех пилотских подвигов. Но Стини сделал это! Играя на килевых и боковых дюзах, как на огненном органе, он несколько секунд держал корабль в равновесии...»

Описанное не может осуществиться ни через сто, ни через двести лет. Человек, будь он самым выдающимся пилотом космических кораблей, слишком медлителен, чтобы воспринимать информацию о быстроменяющейся обстановке, перерабатывать ее и реагировать посредством «игры на килевых и боковых дюзах». Э. Гамильтон был бы значительно ближе к истине (но значительно менее эффектен!), если бы передал управление бортовому компьютеру, связанному с системой локации на гранатовых линиях задержки.

Такой компьютер рассылает во все стороны электромагнитные волны, которые отражаются от препятствий, возвращаются и улавливаются приемными устройствами. Одновременно ультразвуковые сигналы вводятся в пучок гранатовых стержней различной длины. Время пробега луча до препятствия и обратно должно совпасть с временем прохождения сигнала по одному из стержней, длина которого известна. Таким образом, расстояние до препятствия измеряется с точностью до сантиметра в течение каких-то микросекунд (пилот за это время и моргнуть не успевает!). Располагая точной информацией об окружающей обстановке, компьютер начинает игру на «огненном органе дюз». Подвесная посадка проходит штатно, как говорят космонавты.

Можно долго фантазировать на тему о применении ультразвуковых линий в частности и гранатов вообще.

Книга кончается, осталось сказать несколько слов.

История гранатов, как и любая история, похожа на нас с вами. Мы не помним своих младенческих лет и затрудняемся сказать, чем будем заниматься через год. Отдаленное прошлое гранатов затянуто туманом, будущее их в деталях никому неизвестно. Каждое новое открытие, как новый сияющий самоцвет, украшает и дополняет гранатовое ожерелье.