Обычная волоконная оптика позволяет осуществить передачу светового луча по сколь угодно искривленной траектории и без заметных потерь. Ведь стеклянное волокно - волновод, по которому распространяется свет, можно изогнуть самым причудливым образом.
Но волновод есть волновод. Он даже более неудобен, чем провод. Его тоже приходится протягивать через естественные препятствия, а уж летательный аппарат снабдить энергией с его помощью просто невозможно.
Эффект Аскарьяна давал возможность обойтись без всяких волноводов. Луч в определенных условиях создавал себе как бы невидимые волоконца и распространялся почти без потерь.
Суть этого явления в тонких взаимодействиях пучка фотонов с атомами среды. Световой луч, как известно, представляет собой электромагнитное поле. Это поле втягивает в себя и ориентирует определенным образом атомы, как, грубо говоря, поле магнита, ориентирует железные опилки. Это, конечно, лишь приблизительная аналогия. Нелинейные эффекты в среде описываются уравнениями высших порядков и не все из этих уравнении мы можем решить. Но суть дела от этого не меняется. Луч воздействует на атомы среды, которые образуют невидимый волновод, воздействующий на сам луч. Вот и получается в конечном итоге, что свет, радиоволны и другие электромагнитные излучения сами себя фокусируют.
Оригинальная идея не противоречила уже известным данным о тонких эффектах в средах. Поэтому она не вызвала возражений и сразу же заинтересовала ученых многих стран.
В СССР идею Аскарьяна развили Л. В. Келдыш из Физического института имени Лебедева, американские фимзики Ч. Таунс в Л. Келли.
Теоретики разработали другие возможные механизмы замечательного эффекта. Они выдвинули предположение, что сама среда может перемещаться в области наибольшей амплитуды светового поля. Перемещение возможно и в такой экзотической среде, как плазма, только в этом случае роль атомов берут на себя электроны. Правда, если атомы устремляются в амплитудные максимумы, то электроны предпочитают области, где колебания световых волн меньше, но суть от этого не меняется. Вызываемое высокочастотным полем световой волны перемещение и создает самофокусировку луча, как будто расставляя на его пути неисчислимые миллионы микроскопических линз.
Уточним теперь в двух словах уже нарисованную схему самофокусировки. Свет ориентирует определенным образом атомы обычных сред, или электроны плазмы. Сейчас мы можем сказать точнее: свет вызывает своего рода перемещение атомов к тем точкам пространства, в которых колебания световой волны особенно велики. Возможны и другие механизмы самофокусировки. Не говоря о них, упомянем лишь, что теоретики МГУ С. А. Ахманов, Р. В. Хохлов и Ю. П. Райзер рассчитали различные варианты взаимодействия светового луча со средой при самофокусировке.
