Nikolay Basov Kimdir, Hayatı, Laser, Hakkında Bilgi

BASOV, Nikolay (1922 – 1 Temmuz 2001)

SSCB’li fizikçi. Maser ve laserin yapımına yol açan yöntemleri geliştirerek, kuvantum elektroniğinin öncülerinden olmuştur.

Nikolay Gennadiyeviç Basov 14 Aralık 1922’de Voronej’de doğdu. 1948’de, daha Moskova Fizik Mühendisliği Enstitüsü’nde öğrenimini sürdürürken, aynı kentteki Lebedev Enstitüsü’ne laboratuvar asistanı olarak girdi. İki yıl sonra diplomasını, 1957’de fizik ve matematik bilimleri dalında doktorasını aldı, 1958’de de Lebedev Enstitüsü’nde müdür yardımcılığına getirildi. 1963’te aynı enstitüye bağlı Kuvantum Radyofiziği Laboratuvarı’nı kuran ve Moskova Fizik Mühendisliği Enstitüsü’nde profesörlüğe yükseltilen Basov, 1973’ten bu yana (1983) Lebedev Enstitüsü’ nün yöneticiliğini yürütmektedir.

Maser ve laserin geliştirilmesine ortam hazırlayan çalışmaları nedeniyle 1959’daProhorov ile birlikte Lenin Ödülü’nü, kuvantum elektroniğine katkıları nedeniyle 1964’te yine Prohorov ve ABD’li Townes ile birlikte Nobel Fizik Ödülü’nüalan Basov, 1966’da Sovyet Bilimler Akademisi’ne, ayrıca çeşitli ülkelerdeki birçok bilim derneğine üye seçilmiş, 1967, 1972 ve 1975’te üç kez Lenin madalyasıyla ödüllendirilmiştir.

Adı, İngilizce “microwave amplification by stimulated emission of radiation” (Uyarılmış ışınım yayımıyla mikrodalga yükseltilmesi) sözcüklerinin ilk harflerinden türetilen maser ve aynı tanımlamada “microwave” yerine “light” (ışık) sözcüğünü koyarak adlandırılan laserin temel ilkesi, 1917’de Einstein’ın ileri sürdüğü bir görüşten kaynaklanmıştır. Einstein, elektromanyetik ışıma ile madde etkileşmesinin kuvantal temellerini incelerken, atomların ortamdan soğurdukları enerjiyi yeniden ışıma biçiminde geri salmalarının iki değişik mekanizmayla gerçekleştiğini öne sürmüştü. Ardından, bu iki mekanizmayı,1 sistemin ısıl dengesini düzenleyen “Boltzmann kuralı” ile birleştirerek, Max Planck’ın ünlü “ışıma dağılımı” bağıntısını yeniden türetmişti.

Bu iki mekanizmadan ilki “kendiliğinden yayınmadır ve atom, almış olduğu fazla enerjiyi özel bir etken olmaksızın kendiliğinden ışın olarak geri verir. İkincisinde ise atom, ortamdaki benzer ışınların varlığından etkilenerek, başka bir deyişle “uyarılarak” yayınım yapar. Atomla ışıma alanı arasında ve fotonlar aracılığıyla yapılan enerji alışverişindeki bu olgunun asıl nedenini, yine Einstein 1924’te Hintli fizikçi Bose’nin bir önerisine dayandıracaktı. Bugünkü bilgilerin ışığında bu olay şöyle açıklanabilir: elektromanyetik ışıma kuvantumu olan fotonlar, doğadaki temel parçacıkların “aynı fiziksel durumda bulunmaktan kesinlikle kaçman parçacıklar” (örneğin elektronlar) sınıfına tam karşıt bir davranışla, “aynı fiziksel durumda hep bir arada bulunmak isteyen ve birbirlerini buna zorlayan parçacıklar” sınıfmdandır. Bu nedenle, eğer fazla enerjisi bulunan bir atomun yakınında, bu atomun kendi enerji düzeylerinin yapısına uygun olarak salabileceği sıklıkta ya da enerjide bir foton varsa, atom fazla enerjisini bu fotonun etkisi ya da uyarmasıyla yayımlar. Öyle ki, atomun hemen salacağı fotonun yalnız sıklığı değil, fazı, polarizasyonu ve gidiş yönü de uyarıcı fotonun-kilerle özdeş olacaktır.

Maser ve laserin çalışma ilkesi de, ortamda bulunan ve aynı fazla enerjiyle yüklenmiş olan atomların, her bakımdan birbirinin eşi olan fotonları art arda salmasına dayanır. Bu fotonlarm gidiş yönleri de aynı olduğundan, ilerledikçe dağılmayan düzgün ve paralel bir foton demeti oluşur. Fotonlarm hep bir araya yığılma eğilimleri de bu demeti iyice daraltır. Bu, daralma, aynı fazda olmalarından ileri gelen “yapıcı girişim”in güçlendirici etkisine eklenince, dar, yoğun ve çok güçlü bir mikrodalga ya da görünen ışık demeti elde edilmiş olur. Maser ve laser uygulamasında en önemli nokta, atomları sürekli uyararak, istenen sıklıktaki mikrodalgayı ya da ışığı salmalarına olanak verecek uygun enerji düzeylerine getirmektir. Boltzmann kuralına göre, verilen bir sıcaklıkta, bir sistemi ısıl etkiyle uyararak daha yüksek enerji düzeylerine getirme olasılığı enerji farkı arttıkça azalacağından, yeterli sayıda uyarılmış atom bulundurabilmek için, ortama sürekli olarak elektromanyetik enerji basılır. Bu enerji beslemesi sürekli olduğundan, istenen fotonu salan atom yeniden uyarılma olanağı bulacaktır. Birbirini izleyen uyarılmış yayımlarla maser ve laserin sürekli çalışmasını sağlayacak enerji basma düzeneğinin ve çıkan fotonlarm birbirini çoğaltmasına elverişli ortamın tasarımı ve yapımı, Basov ile Prohorov’un, Einstein’ın görüşüne yaptıkları katkılardır. Nitekim bu kuramsal çalışmaların sonucunda, 1953’te Townes ilk maşeri, 1960’ta T.H. Maiman da ilk laseri geliştirdiler.

Maser ve özellikle laserin kullanımı ve uygulama alanı giderek genişlemekte, Güneş’in enerji kaynağını yeryüzünde gerçekleştirecek reaktörlerin yapımından, göz tabakalarındaki yırtıkların yapıştırılmasında dağlama aracı olarak kullanılmasına dek çok geniş bir alanda bu aygıtlardan yararlanılmaktadır.

Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi

Yorum ekle...

Konu hakkında yorum ya da düşüncelerini paylaş...

Daha yeni Daha eski