Новая инквизиция. Кто мешает русскому прорыву?

Сделайте нам неуничтожимую метку.

Все началось с совещания в бывшем НИИ КГБ СССР, а ныне – Институте криминалистики ФСБ РФ. Правда, на момент начала истории ФСБ еще называлась ФСК – Федеральной службой контрразведки. Тогда спецы госбезопасности спросили: а можно ли сделать такую метку, что ничем не выводится и позволяет скрытно опознавать своих людей или предметы издали? Так, чтобы, приехав в Лондон, на Трафальгарскую площадь, скажем, могли бы обнаружить своего человека не по журналу «Тайм» (или «Огонек») в руке, а по некоей невидимой метке. Или другой вариант: нужно кого-то незаметно пометить. Ну, прошел агент мимо, невзначай коснулся рукава «подопечного»– и эта метка, незримая для окружающих, не будет ни очищаться щеткой, ни смываться дождем, ни сгорать в пламени, ни растворяться в кислотах или щелочах. Зато ты знаешь, кого искать. А если надо – то и кого устранить. Направь ИК-фонарь на толпу – и засветится метка именно на нужном субъекте.

Мастер по дурной своей привычке заявил «гэбистам»: можно! И потом, когда отступать было некуда, начал решать «нерешаемую» задачу.

В итоге родилось АСВР – антистоксово соединение высокой разрешающей способности. То есть, тончайший порошок, способный светиться, когда на него падают невидимые человеческому взору инфракрасные лучи.

«Эка невидаль! – скажет нам скептик. – Да ведь светящиеся в специальных лучах, люминесцентные метки давно применяются в защите тех же денег от подделки!»

Конечно, применяются. Но не такие.

Дело в том, что, по правилу Стокса, излучение, которое падает на метку и вызывает свечение, должно иметь большую частоту (и меньшую длину волны), чем тот свет, которым отвечает метка. Квант, как известно, это постоянная Планка, умноженная на частоту (аш-ню). Так вот, в случае с подсвечиваемыми маркерами квант на входе должен иметь большую энергию (частоту), чем квант на выходе. Проще говоря, «ответный» свет метки-люминофора сдвигается вправо по шкале спектра. Тем самым соблюдаются основные законы физики. Проще говоря, если вы хотите, чтобы метка испускала ультрафиолет, на нее нужно воздействовать коротковолновым электромагнитным излучением (или, другими словами, радиоволнами высокой частоты). Часть энергии неизбежно теряется на возбуждение атомов метки, на нагревание воздуха и т. д. Так что если светить на метку инфракрасным излучением, которое человек уже не видит (он – не змея), то метка – по Стоксу – должна излучать уже только тепло, сдвинувшись по спектру еще дальше вправо.

А метки Мастера, которые подсвечиваются инфракрасным фонариком от ночного прицела, светят то зеленым, то синим, то красным. То есть, люминесцируют, сдвинувшись по шкале спектра влево! Их свет имеет большую частоту и меньшую длину волны, чем у подсветки. Это и есть антистоксовы составы, из которых и делают волшебные маркеры. Их суть – в том, что атомы состава, из которого сделана метка, от подсветки приходят в возбужденное состоянии и сами начинают излучать свет. При этом энергия ответных квантов выше, чем у источника подсветки. Образно говоря, благодаря этому вы направляете в зеркало ручной фонарик, а оттуда вам в ответ вылетает луч прожектора. Изобретатель, дабы достичь сего эффекта, применил сложный состав редких металлов, в основе которого – иттрий, в кристаллическую решетку коего «вмонтированы» атомы иттербия. И все его АС-составы рассчитаны на инфракрасный излучатель с длиной волны в 940 нм. То есть, на самые дешевые и доступные ИК-фонарики, похожие на авторучки.

Анатомия изобретения

В данном случае Мастер не сделал открытия. Теоретически существование антистоксовых составов предсказал Лев Ландау. Еще в 1959 году французский физик Н. Бломберген открыл это явление на сульфидах цинка и кадмия. Он предложил использовать антистоксову люминесценцию редкоземельных ионов для преобразования инфракрасного излучения в видимое. Но Бломберген не добился видимого ответного свечения: ему в опытах приходилось считать кванты. В 1964-м советский физик, член-корреспондент АН СССР Петр Феофилов (1915–1980 гг.) доказал: если ввести в состав метки иттербий, то выход энергии повышается во много раз.

– Феофилов впервые ввел вещество-сенсибилизатор, – и я им пользуюсь до сегодняшнего дня, – поясняет Мастер. – Феофилов не был открывателем антистоксова эффекта, его заслуга – находка именно сенсибилизатора…

С тех пор этот физический эффект стал применяться в различных областях техники. Например, для конструирования приборов ночного видения. В 1980-х годах в США возникла идея использовать антистоксовые люминофоры (зеленого цвета) для создания одного из видов защиты национальной валюты от подделок. Однако эта идея не была осуществлена из-за непрактичности полученных люминофоров. Из-за низкой интенсивности свечения такая метка может быть обнаружена только в темноте и под мощным инфракрасным излучением, что требует применения специального и достаточно мощного оборудования для идентификации. Сама аппаратура для распознавания антистоксовой метки занимает хорошую комнату, опознание ведется в темноте. Да и то двумя сенсорами сразу: ибо велик процент ошибок. Имевшиеся до разработок Мастера антистоксовые соединения сделаны на основе хлоридов редкоземельных металлов. У них – слабый квантовый выход, они разрушаются от влаги воздуха.

А наш изобретатель в своем частном институте создал принципиально новые антистоксовы соединения высокой разрешающей способности (АСВР) зеленого, синего и красного, а также неизвестных ранее – белого и «вспышечного» свечения. Последнее находится в метастабильном состоянии и дает излучение оранжевого цвета при переходе в основное состояние. При этом порошки для меток не уничтожаются ни огнем, ни смыванием, ни кислотами или щелочами. Ватка, покрытая АСВР, была сожжена при мне. Но и на ее пепле инфракрасный прицел высвечивал зеленое пятно. Более того, эти метки не разрушаются влагой, их не надо запаивать в герметическую емкость или прятать под воздухо– и влагонепроницаемую пленку. Наконец, для активации меток не нужна дорогая и громоздкая аппаратура: они видны в дневном свете и отвечают на излучение самых простых ИК-фонариков с длиной волны в 940 нм, которые продаются буквально везде и доступны любому.

Что это было? Нет, не открытие. Научных открытий за всю историю науки современного типа сделано всего чуть более тысячи четырехсот. Открытие есть явление или закономерность в природе. Но на основании открытий делаются изобретения – прикладные применения научных открытий. И если открытия – общее достояние, если авторы открытий дают им свои имена, то изобретения защищаются авторским правом, патентами. К сожалению, в нынешней РФ даже академики РАН путают открытия с изобретениями, а уж публика – и подавно. Наш Мастер сделал изобретение на основе открытия Бломбергена.

Иттербий, вселенный в кристаллическую решетку иттрия (активатора), выступает в роли сенсибилизатора. Здесь наблюдается эффект умножения квантов, о чем говорил открыватель явления, Бломберген. Низкоэнергетический квант захватывается или поглощается ионом редкоземельного металла – иттрия (активатора). Сей ион оказывается в метастабильном состоянии. Таким образом, он оказывается в таком возбужденном состоянии, в коем поглощает еще один квант. Далее ион возвращается в прежнее состояние – но испускает уже «суммированный» квант с большей мощностью. Это – объяснение Бломбергена. Другой физик, Ф. Озель, считает, что кванты захватывает и потом отдает ион иттербия-сенсибилизатора, заодно резонансно возбуждая и вещество активатора. Похожее объяснение давал и Феофилов. Наш же изобретатель считает, что механизм тут более сложный и возбуждение идет на нескольких уровнях.