Григорий Николаевич Макаров (род. 16 марта 1940 г.) — советский и российский учёный-физик, один из первооткрывателей лазерного разделения изотопов.
Внес основополагающий вклад в разработку и развитие селективного взаимодействия интенсивного лазерного излучения с веществом и спектроскопии колебательно-возбужденных состояний молекул. Специалист в области взаимодействия лазерного излучения с веществом, лазерной спектроскопии и кластерной физики. Доктор физико-математических наук. Главный научный сотрудник Института спектроскопии РАН.
Биография
Г.Н. Макаров родился в селе Сабаново Николо-Пестровского (ныне Никольского) района Пензенской области в большой крестьянской семье. Отец – Макаров Николай Фролович (1909-1944) погиб на фронте Великой Отечественной войны. Мать – Макарова Пелагея Игнатьевна (1911-1997) работала в колхозе.
Окончил Сабановскую семилетнюю школу (1955 г.) и Никольскую среднюю школу №1 (1958 г.).
В 1959-1960 гг. учился в Государственном техническом училище № 6 г. Пензы, которое окончил с отличием по специальности дорожный мастер. В 1961-1962 гг. работал старшим путевым рабочим на железной дороге и учился на вечернем факультете Пензенского политехнического института.
С 1962 по 1965 гг. служил в Советской армии.
В 1965 г. поступил учиться в МГУ им. М.В. Ломоносова на физический факультет. Обучался на кафедре волновых процессов, основанной Р.В. Хохловым в 1965 г. После окончания (с отличием) физического факультета МГУ (в 1971 г.) был направлен на работу в Институт спектроскопии АН СССР (ныне РАН), где работает по настоящее время. В 1977 г. защитил кандидатскую диссертацию под руководством проф. Летохова В. С. и д.ф.-м.н. Амбарцумяна Р. В. на тему “Исследование разделения изотопов методом селективной диссоциации многоатомных молекул сильным ИК лазерным полем”. В 1989 г. защитил докторскую диссертацию на тему “Возбуждение молекул интенсивным ИК лазерным излучением и спектроскопия колебательно-возбужденных состояний”. С 1997 г. по настоящее время – главный научный сотрудник Института спектроскопии РАН.
Работал в качестве приглашенного исследователя или приглашенного профессора в ряде ведущих зарубежных научных центров.
В 1976-1977 гг. - в Стэнфордском университете (Stanford University) (Пало-Альто, Калифорния, США) в лаборатории проф. Артура Шавлова (Arthur Leonard Schawlow) – одного из создателей лазеров, лауреата Нобелевской премии.
В 1980 г. - в Институте физики плазмы общества Макса Планка (Max Planck Institute of Plasma Physics) (Гархинг, ФРГ) в группе проф. Карла Компы (Karl-Ludwig Kompa) – одного из основателей и первых директоров Института квантовой оптики (Max Planck Institute for Quantum Optics, MPQ).
В 1990 г. - в Атомном исследовательском центре им. Х.Д. Бхабха (Bhabha Atomic Research Centre, BARC) (Бомбей, ныне Мумбаи, Индия) в лаборатории проф. Джая Миттала (Jai Pal Mittal).
В 1993-1994 гг. - в Многопрофильном институте Мадридского университета Комплутенсе (Instituto Pluridisciplinar, Universidad Complutense de Madrid, UCM) (Мадрид, Испания) в группе проф. Анхела Урены (ANGEL GONZALEZ UREÑA).
В 1995 г. - в Корпорации по атомной энергии Южноафриканской республики (South African Nuclear Energy Corporation, NECSA) (Претория, ЮАР) в группе доктора Эйнара Ронандера (Einar Ronander).
В 2000 г. - в Федеральной политехнической школе Лозанны (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) (Швейцария) в группе проф. Томаса Риццо (Thomas Ralph Rizzo).
Область научных интересов
Взаимодействие лазерного излучения с веществом, лазерная спектроскопия, лазерное разделение изотопов, молекулярные и атомные пучки[1], физика кластеров.
Научные достижения
Фундаментальным вкладом Г.Н. Макарова в науку является решение ряда важных проблем физики взаимодействия интенсивного лазерного излучения с веществом, разработка и развитие нескольких крупных научных направлений, наблюдение и исследование новых физических процессов, выполнение целого ряда пионерских работ и ключевых экспериментов, получение основополагающих научных результатов.
Г.Н. Макаровым с соавторами выполнены первые эксперименты по селективной двухступенчатой ИК+УФ фотодиссоциации молекул и впервые осуществлено лазерное разделение изотопов (1972 г.). Тем самым была показана возможность радиационного (нетеплового) заселения высоких колебательных уровней молекул с помощью ИК лазеров и проведения направленных фотофизических процессов.
Им с соавторами выполнены пионерские эксперименты по изотопно-селективной ИК многофотонной диссоциации молекул и впервые осуществлено макроскопическое разделение изотопов указанным методом (1975 г.). В результате были заложены основы большого научного направления в физике – селективное взаимодействие интенсивного ИК лазерного излучения с многоатомными молекулами.
Предложены методы и выполнен ряд ключевых экспериментов по исследованию ИК многофотонного возбуждения и диссоциации молекул - селективная диссоциация молекул в двухчастотном ИК поле, диссоциация молекул при возбуждении слабых составных колебаний, эксперименты по измерению доли возбужденных молекул и их колебательной энергии (1976-1978 гг.). Полученные результаты позволили существенно продвинуться в понимании механизмов ИК многофотонного возбуждения молекул.
Им с соавторами разработаны методы и впервые были выполнены измерения времени жизни и спектров ИК поглощения колебательно перевозбужденных над границей диссоциации молекул (1986 г.). Установлена связь между временами жизни и спектрами ИК поглощения колебательно перевозбужденных над границей диссоциации молекул.
Г.Н. Макаровым с соавторами детально изучены процессы изотопно-селективной диссоциации молекул, механизмы возбуждения молекул в высокие колебательные состояния, оптимизированы процессы селективной диссоциации молекул. Результаты этих исследований имели первостепенное научное значение для понимания процесса взаимодействия интенсивного ИК лазерного излучения с молекулами и были применены на практике для лазерного разделения изотопов.
Сделан определяющий вклад в разработку и развитие нового научного направления – спектроскопии высоковозбужденных колебательных состояний молекул. Обнаружен и исследован новый физический процесс в молекулах – обратная электронная релаксация (переход колебательной энергии молекулы в электронную энергию).
Им развита спектроскопия ИК многофотонного возбуждения молекул в газодинамически охлажденных молекулярных пучках, струях и потоках. Разработаны методы исследования – пироэлектрический метод детектирования молекулярных пучков и измерения поглощенной энергии молекул в пучках, диодная спектроскопия динамики возбуждения молекул из индивидуальных вращательных подуровней, селективное многочастотное возбуждение высоких колебательных состояний молекул, методы изотопно-селективной диссоциации молекул в импульсных потоках малой протяженности и в потоках, взаимодействующих с твердой поверхностью. Выполнены прецизионные эксперименты по возбуждению молекул из индивидуальных квантовых состояний. В результате достигнуто глубокое понимание физики взаимодействия интенсивного ИК лазерного излучения с многоатомными молекулами[2][3].
Разработаны лазерные методы управления параметрами интенсивных импульсных молекулярных и кластерных пучков - методы получения ускоренных и замедленных молекулярных пучков и методы управления составом и содержанием молекулярных и кластерных пучков, а также измерения температуры кластеров в пучках[4]. Предложены и развиты низкоэнергетические методы молекулярного лазерного разделения изотопов[5]. Выполнен анализ и проведена систематизация работ по многим направлениям физики кластеров[6][7].
Согласно данным Института научной информации (ISI), Г.Н. Макаров входит в число 100 наиболее цитируемых советских учёных во всех областях науки за период 1973-1988 гг. (Current Contents, June 11, 1990, vol. 30, №24). По данным портала scientific.ru он – один из наиболее цитируемых учёных России.
Г.Н. Макаров награжден премией “Международной академической издательской компании “Наука/Интерпериодика” за 2003 год за лучшую публикацию в издаваемых ею журналах.
Публикации
Г.Н. Макаров – автор более 170 научных работ, включая 15 обзорных статей и 2 коллективные монографии.
Основные труды
- Р.В. Амбарцумян, В.С. Летохов, Г.Н. Макаров, А.А. Пурецкий. “Лазерное разделение изотопов азота”. Письма в ЖЭТФ 17 (2) 91-94 (1973).
- Р.В. Амбарцумян, Ю.А. Горохов, В.С. Летохов, Г.Н. Макаров. “Разделение изотопов серы с коэффициентом обогащения >103 при воздействии излучения СО2 лазера на молекулу SF6”. Письма в ЖЭТФ 21 (6) 375-378 (1975).
- Р.В. Амбарцумян, Ю.А. Горохов, В.С. Летохов, Г.Н. Макаров. “Взаимодействие молекулы SF6 с мощным ИК лазерным импульсом и разделение изотопов серы”. ЖЭТФ 69 (12) 1956-1970 (1975).
- Р.В. Амбарцумян, Ю.А. Горохов, В.С. Летохов, Г.Н. Макаров, А.А. Пурецкий. “Объяснение селективной диссоциации молекулы SF6 в сильном ИК поле лазера”. Письма в ЖЭТФ 23 (1) 26-30 (1976).
- Р.В. Амбарцумян, Ю.А. Горохов, В.С. Летохов, Г.Н. Макаров, А.А. Пурецкий. “Исследование механизма изотопически-селективной диссоциации молекулы SF6 излучением СО2 лазера”. ЖЭТФ 71 (2) 440-453 (1976).
- R.V. Ambartzumian, N.P. Furzikov, Yu.A. Gorokhov, V.S. Letokhov, G.N. Makarov, A.A. Puretzky. “Selective Dissociation of SF6 Molecules in Two-Frequency Infrared Laser Field”. Opt. Commun. 18 (4) 517-521 (1976).
- Р.В. Амбарцумян, Г.Н. Макаров, А.А. Пурецкий. “Экспериментальное определение доли захватываемых частиц и уровня возбуждения при многофотонном возбуждении молекул ИК лазерным излучением”. Письма в ЖЭТФ 28 (4) 246-251 (1978).
- Р.В. Амбарцумян, Г.Н. Макаров, А.А. Пурецкий. “Обнаружение обратных безызлучательных переходов при возбуждении многоатомных молекул ИК лазерным излучением”. Письма в ЖЭТФ 28 (11) 696-699 (1978).
- V.M. Apatin, L.M. Dorozhkin, G.N. Makarov, L.M. Pleshkov. “Diagnostics of Pulsed Molecular Beams and Free Jets with Pyroelectric Detectors and TEA CO2 Lasers”. Appl. Phys. B 29 (4) 273-278 (1982).
- V.M. Apatin, V.M. Krivtsyn, Yu.A. Kuritsyn G.N. Makarov, I. Pak. “Diode laser study of IR multiphoton-induced depletion of rotational sublevels of the ground vibrational state of SF6 molecules cooled in a pulsed free jet”. Opt. Commun. 47 (4) 251-256 (1983).
- V.S. Letokhov, E.A. Ryabov, A.A. Makarov, G.N. Makarov, M.V. Kuz’min, A.A. Stuchebrukhov, V.N. Bagratashvili, S.I. Ionov, A.A. Puretzky, V.V. Tyakht. “Laser Spectroscopy of Highly Vibrationally excited Molecules” Ed. V.S. Letokhov (Adam Hilger, Bristol and New York, 1989).
- В.С. Летохов, Е.А. Рябов, А.А. Макаров, М.В. Кузьмин, А.А. Стучебрюхов, В.Н. Баграташвили, С.И. Ионов, Г.Н. Макаров, А.А. Пурецкий, В.В. Тяхт. “Лазерная спектроскопия колебательно-возбужденных молекул”, ред. В.С. Летохов (Наука, Москва, 1990).
- Г.Н. Макаров. “Ускорение нейтральных молекулярных пучков и струй путем резонансного возбуждения молекул мощным ИК лазерным излучением в зоне газодинамического расширения ”. ЖЭТФ 108 (2) 404-414 (1995).
- Г.Н. Макаров, А.Н. Петин. “Селективная многофотонная ИК диссоциация молекулы SF6 в неравновесных условиях импульсного газодинамически охлаждённого молекулярного потока, взаимодействующего с твёрдой поверхностью”. ЖЭТФ 119 (1) 5-15 (2001).
- Г.Н. Макаров. “Исследования с интенсивными импульсными молекулярными пучками и потоками, взаимодействующими с твердой поверхностью”. УФН. 173 (9), 913-940 (2003)[3].
- Г.Н. Макаров. “Селективные процессы ИК-возбуждения и диссоциации молекул в газодинамически охлажденных струях и потоках”. УФН 175 (1) 41-84 (2005)[2].
- Г.Н. Макаров. “Кластерная температура. Методы ее измерения и стабилизации”. УФН 178 (4) 337-376 (2008)[6].
- Г.Н. Макаров. “Низкоэнергетические методы молекулярного лазерного разделения изотопов”. УФН 185 (7) 717-751 (2015)[5].
- Г.Н. Макаров. “Лазерная ИК-фрагментация молекулярных кластеров: роль каналов ввода и релаксации энергии, влияние окружения, динамика фрагментации”. УФН 187 (3) 241-276 (2017).
Семья
Имеет жену и двоих сыновей.
Жена – Тамара Александровна Макарова, урожденная Ручимская (1946).
Сыновья – Сергей Григорьевич Макаров (1971) и Андрей Григорьевич Макаров (1975).
Награды
Примечания
Ссылки
- В. Орлов “Луч в созвездии близнецов”, газета “Правда” № 77 (19951), 18 марта 1973г.
- В. Орлов. Столица открытий (М., Московский рабочий, 1975), с. 486-488.
- Eugene Garfield “The Russians Are Coming! Part 1, The Red-Hot 100 Soviet Scientists, 1973-1988”, Current Contents, Volume 30, Number 24, June 11, 1990.
- Макаров Григорий Николаевич, ссылка на страничку на сайте Института спектроскопии;
- Макаров Григорий Николаевич, ссылка на страничку на сайте журнала “Успехи физических наук”;
- Макаров Григорий Николаевич, ссылка на страничку на сайте портала Math-Net.ru;
- 90-летие УФН/Поздравления от авторов;
- Наука и жизнь. Открытое письмо ученых;
- Коммерсант.ru. Открытое письмо Президенту;