За що отримав Нобелівську премію Альфред Кастлер?
3 травня 1902 народився Альфред Кастлер - французький фізик. У 1926 році закінчив Вищу нормальну школу в Парижі. У 1931-36 роках працював в університеті в Бордо, в 1936-38 роках в університеті в Клермон-Феррані, в 1938-41 роках - професор університету в Бордо, 1941-68 роках - професор Вищої нормальної школи в Парижі.
Наукові інтереси Кастлера відносяться до оптики, атомної спектроскопії, квантової електроніки. Він досліджував збуджені оптичні стану атомів методом оптичного резонансу, який ліг в основу розробки системи оптичного накачування, відкритої ним в 1952 році.
Що таке оптичне накачування? Електрони в атомах можуть знаходитися тільки в певних енергетичних станах - орбітах. При поглинанні прийшов ззовні світлового кванта вони переходять на більш високу орбіту. При випущенні - спускаються назад. Але можна загнати електрон ще вище. Тоді при випущенні світлового кванта він може спуститись не на нижчу, а на найближчу орбіту і залишитися там. Виникне надлишкова заселеність другий орбіти. Це і є накачування. Цю енергію можна використовувати, спровокувавши перехід електрона на нижній рівень. Так працює лазер.
Насправді все набагато складніше. Атомів багато і вони взаємодіють між собою.
Це призводить до невеликих зрушень енергетичних рівнів у окремих атомів. А в сумі кожен рівень являє собою безліч подуровней. Це називається тонкою структурою спектра. Тонка структура найбільш цікава дослідникам, тому що залежить від властивостей молекул газу або кристала. Для того щоб побачити близько розташовані лінії, атоми, крім світла, опромінюють іншим електромагнітним випромінюванням, наприклад радіохвилями. Цей додатковий метод називається резонансом Герца в честь Генріха Герца, який відкрив радіохвилі.
Але й тут існують труднощі. Атомів, порушених радіохвилями мало, і їх лінії в спектрі дуже слабкі. Кастлер разом зі своїм студентом Жаном Бросселя розробив методи, в яких додатковий поляризований промінь світла посилює магнітний резонанс. Метод Кастлера отримав назву методу подвійного резонансу. Він дозволяє точно фіксувати положення подуровней порушених атомних станів.
Користуючись відкриттям Кастлера, фізики змогли глибше вивчити процеси, що відбуваються при взаємодії випромінювання і речовини, що призвело до створення багатьох приладів квантової оптики.
Кастлер був удостоєний Нобелівської премії з фізики 1966 «за відкриття і розробку оптичних методів дослідження резонансів Герца в атомах». При врученні премії один з членів Шведської королівської академії наук сказав: «Велике число ядерних моментів було визначено з високою точністю. Ідеї Кастлера щодо оптичної «накачування» зіграли важливу роль у створенні лазера. Оптична «накачування» дозволила сконструювати зручні в обігу і дуже чутливі магнітометри і атомний годинник ».
Помер Альфред Кастлер 7 січня 1984.
