Номер 1(38) - январь 2013
Габриэль Мерзон

Габриэль Мерзон Эффект Чудакова

В созвездии замечательных ученых, внесших непреходящий вклад в развитие физики космических лучей, Александр Евгеньевич Чудаков, бесспорно, принадлежит к звездам первой величины. Своим поразительным умением смотреть вглубь явлений, воспринимать природу как единое целое, генерировать неожиданные идеи, умением находить неординарные решения разнообразных физических проблем он заслужил не только признание, но восхищение и уважение своих современников.

Мне не пришлось работать вместе с Александром Евгеньевичем или быть близко знакомым с ним. Я наблюдал его как бы издали: на физических семинарах и совещаниях, на ученых советах, иногда обращался к нему за советом. Но его необычайно яркая творческая личность проявлялась даже в мимолетных контактах. И если я отваживаюсь поделиться своими воспоминаниями об А.Е. Чудакове, то они ни в коей мере не продиктованы желанием продемонстрировать близость к этому замечательному учёному (которой, вообще-то говоря, и не было), но лишь стремлением воздать должное его светлой памяти.

Александр Евгеньевич Чудаков

Где-то в середине 1950-х годов у входа в ФИАН я повстречал высокого чуть сутулого молодого человека лет на 5-7 старше меня. Его взгляд был устремлен вдаль, и весь вид выказывал отрешенность от мирской суеты. Это был взгляд Иисуса Христа, размышлявшего о вечном. (Годы спустя я замечал такой же взгляд у Андрея Дмитриевича Сахарова.) С этим образом резко контрастировала сетка-авоська в его руках, откуда выглядывали две двухсотграммовые мерные бутылочки с молоком, которые в то время выдавали для младенцев в детских молочных кухнях. Всё говорило о том, что молодой человек недавно стал отцом.

Вскоре мне назвали его имя: Саша Чудаков, и я стал встречаться с ним на еженедельных семинарах Лаборатории космических лучей. На этих семинарах он выступал редко, но задавал неожиданные вопросы, с горячностью спорил, не смущаясь чинами и званиями докладчиков. В те годы уже появились первые советские фотоэлектронные умножители (усилители света), и А.Е. Чудаков предложил применить их для регистрации широких атмосферных ливней (ШАЛ) т.е. каскадов космических частиц по излучаемому ими черенковскому свету. (Он возникает, когда космические лучи движутся со скоростью, превосходящей скорость света в атмосфере.) Для этого А.Е. Чудаков поместил фотоэлектронный умножитель в фокус направленного в ночное небо большого вогнутого зеркала, которое было установлено на Памирской высокогорной научной станции. Кажется, это была первая попытка такого рода, поскольку в те годы излучение Вавилова--Черенкова, как весьма слабое оптическое явление, считалось не методом исследования, а скорее, его объектом. Несколько лет спустя в пионерских экспериментах, проведенных в Крыму, группа физиков ФИАН, руководимых А.Е. Чудаковым, использовала в качестве вогнутых зеркал списанные военные прожектор. Их оптические оси были направлены на некоторые созвездия (Лебедь-А и др.) с целью зарегистрировать идущие оттуда сверхэнергичные гамма-кванты, порождающие ШАЛ. Как рассказала мне участница этих экспериментов Н.М. Нестерова, измеренный сигнал превышал фон на две среднеквадратичные ошибки. Однако А.Е. Чудаков, чрезвычайно строго относившийся не только к чужим, но, прежде всего, своим собственным результатам, посчитал их недостаточно убедительными и публиковать отказался.

Впоследствии он предложил использовать черенковское свечение широких атмосферных ливней, рассеянное снежным покровом Земли, которое можно было бы наблюдать в ночное время с аэростатов, самолетов или спутников, для регистрации и измерения энергии ШАЛ. Другая замечательная идея А.Е. Чудакова заключалась в регистрации ионизационного свечения (фосфоресценции) атмосферы – физического явления, вызванного возбуждением молекул воздуха при каскадном размножении частиц ливня. Все эти методы широко используются в наши дни при изучении ШАЛ.

Прожекторы, использованные А.Е. Чудаковым, для измерения черенковского свечения

широких атмосферных ливней космических лучей в атмосфере

Для А.Е. Чудакова были характерны новаторский подход, стремление немедленно разобраться во вновь открытых физических явлениях, применить их для познания природы. Хороший тому пример – переходное электромагнитное излучение релятивистских заряженных частиц при пересечении ими границы сред с различной диэлектрической проницаемостью. Его предсказали теоретически еще в 1946 г. физики ФИАН В.Л. Гинзбург и И.М. Франк. Как признавался В.Л. Гинзбург, в то время они имели в виду чисто оптическое излучение. Об этом недвусмысленно говорится и в Нобелевской лекции И.М. Франка, опубликованной в 1958 г. в журнале Успехи Физических Наук. Это физическое явление первоначально не вызывало интереса у экспериментаторов. Однако в 1969 г. Г.М. Гарибян в Армении показал, что подавляющая доля энергии переходного излучения сосредоточена в рентгеновском диапазоне частот, а полная интенсивность пропорциональна лоренц-фактору частицы (её энергии, делённой на массу покоя). После этого в разных лабораториях мира, в том числе и в ФИАН, рентгеновское переходное излучение в слоистых средах стали использовать для идентификации ультрарелятивистских электронов. Каково же было мое удивление, когда, занимаясь этой проблемой, я неожиданно узнал, что первая экспериментальная попытка исследования (оптического) переходного излучения была предпринята в начале 60-х годов в дипломной работе студента МГУ Михаляка, выполненной под руководством А.Е. Чудакова!

Ещё одним примером может служить другой интереснейший физический эффект, обнаруженный А.Е. Чудаковым. Он показал, что различные по знаку электромагнитные поля близко идущих компонент электрон-позитронной пары высокой энергии частично компенсируются. Поэтому начало следа пары выглядит как трек одной частицы с пониженной ионизирующей способностью. Подобный эффект можно экспериментально наблюдать в ядерных фотоэмульсиях. Он является единственным примером физического явления, когда ионизация, производимая совместно двумя релятивистскими заряженными частицами, оказывается меньше, чем минимальная ионизация, вызванная одной такой частицей. Это явление, справедливо названное эффектом Чудакова, имеет общефизический характер и проявляется также в физике адронов, как взаимное экранирование «цветных» кварков, вылетающих из сгустка возбужденной ядерной материи.

В 1960-е годы одним из основных направлений научной деятельности А.Е. Чудакова было исследование мюонной (проникающей) компоненты космических лучей. Для этой цели на территории ФИАН было построено двухэтажное деревянное здание, которое за его необычную форму прозвали «шестигранником». Внутри шестигранника помещался бак в форме усеченного конуса с диаметром основания 6,5 м и высотой 5 м, наполненный очищенной водой. По его стенкам располагались фотоэлектронные умножители, просматривавшие объем бака. Ниже была установлена большая камера Вильсона: трековый детектор частиц для поиска групп одновременно идущих мюонов космического излучения. Подобный водный черенковский детектор предвосхитил ряд экспериментальных установок, созданных много лет спустя, для поиска распада протона или регистрации нейтрино высоких энергий.

Однако наиболее яркие результаты в тот период были достигнуты при изучении околоземного космического пространства радиационно-чувствительными приборами, установленными на высотных ракетах и спутниках. Об этой стороне деятельности А.Е. Чудакова совместно с другим корифеем исследований космических лучей С.Н. Верновым их коллеги знали немного, поскольку в те годы значительная часть информации была закрыта для посторонних. В экспериментах на первых советских спутниках было зафиксировано новое физическое явление: резкое возрастание интенсивности космических лучей на высотах 200-400 км, известное теперь под названием радиационного пояса Земли. К сожалению, из-за неувязок с обработкой результатов измерений мир узнал об этих поясах уже после работ американского исследователя Альфреда Ван Аллена, сделанных двумя месяцами позже. В связи с этим в зарубежной литературе ближний (электронный) радиационный пояс зовется его именем, а не поясом Вернова-Чудакова.

Как-то в конце19 50-х меня остановил работавший тогда в ФИАН (до переезда в Дубну) М.И. Подгорецкий.

«Знаете ли Вы, – спросил он, – что Чудакову присвоена докторская степень без защиты диссертации?»

«Слышал», – ответил я.

«По причине триппера», – пошутил он.

«То есть как?», смутился я.

«Очень просто, – объяснил Подгорецкий, honoris causa: honoris – гоноррея, т.е. триппер, causa – причина!»

Шутка мне не очень понравилась, но за А.Е. Чудакова я был искренне рад. Кто, как не он, заслужил признания его выдающихся заслуг и высочайшего интеллекта!

Разговор этот происходил около стенда, где вывешивалась ежемесячная красочная стенная газета ФИАН «Импульс». (Эта традиция с началом перестройки, увы, утрачена.) В тот раз газета посвящалась встрече нового года и изобиловала шуточными новогодними пожеланиями. Одно из них было адресовано А.Е. Чудакову и в шутливой форме предлагало ему превратить Атлантический океан в гигантский черенковский счетчик. Пожелание (автором которого был, кажется, Б.М. Болотовский) оказалось поистине пророческим. Через несколько лет (в 1968 г.) на одной из научных конференций академик М.А. Марков физически обосновал возможность глубоководной регистрации черенковского излучения каскадных ливней от высокоэнергичных нейтрино, идущих с обратной стороны Земли. Идея М.А. Маркова дала толчок развитию глубоководных проектов «Дюманд», «Байкал» и им подобных.

При общении с Александром Евгеньевичем казалось, что он столь пристально погружен в свои мысли, что почти не замечает окружающей действительности. Вспоминаю один характерный эпизод. Зимой в начале 1970-х в московском Доме ученых состоялся семинар по проблеме распада нестабильных элементарных частиц каонов. Собираясь на семинар вдвоём с коллегой, мы встретили у ворот ФИАН А.Е. Чудакова, который пригласил нас поехать вместе. Мы сели в его автомашину, продолжая обсуждать предстоящий семинар, тронулись и поехали практически вслепую, поскольку ветровые стекла были плотно запорошены снегом. Александр Евгеньевич продолжал что-то оживленно рассказывать, Я же с интересом наблюдал за тем, что будет дальше. Наконец, он закончил рассказ и только после этого, на повороте у выезда на оживлённую улицу включил дворники. Их первое же движение смело снежную пелену на стекле, дорога стала видна, и доехали мы вполне благополучно.

В то время научные интересы самого А.Е. Чудакова переместились в сторону изучения мюонов и нейтрино очень высоких энергий, проникающих на большие глубины вещества. Он искал наиболее дешевый и адекватный этой задаче детектор и остановился на жидкостных сцинтилляционных счетчиков, каждый из которых просматривался фотоэлектронным умножителем большого диаметра. Помню, как после приезда из США Александр Евгеньевич сетовал, что вазелиновое масло, в котором американские исследователи растворяли сцинтиллирующий состав, отличается прекрасной прозрачностью, а отечественное масло имеет желтоватый оттенок и сильно поглощает свет. Поиски подходящего растворителя, проведенные молодыми сотрудниками его лаборатории О. Ряжской и В. Дадыкиным, привели к простому и эффективному решению. Был найден недорогой прозрачный растворитель: уайт-спирит, что позволило наладить массовое изготовление детекторов для экспериментов в туннеле Баксанской подземной нейтринной обсерватории, созданной в 1970-е годы при определяющем участии А.Е. Чудакова.

К моему большому сожалению, мне ни разу не удалось там побывать, и мое знакомство с этим живописным уголком Кавказа ограничено впечатлениями студенческих лет, связанных с путешествием на мотоциклах через Баксанское ущелье к Эльбрусу, подъемом к «Приюту одиннадцати» на высоту 4250 м и спуском оттуда по узкому горному серпантину. Поэтому я воздержусь от обсуждения результатов научных исследований, выполненных на Баксанской станции, о которых мне известно из научных статей, а также понаслышке, Куда лучше б этом расскажут их непосредственные участники. Я же вспомню эпизод, касающийся того времени, когда работа по сооружению Баксанской станции была в самом разгаре, и в Москве в ФИАН отмечали 60-летие А.Е. Чудакова. Вечер этот вел его ученик и коллега А.В. Воеводский. После многочисленных теплых поздравлений, приветствий и подарков с ответным словом выступил сам юбиляр. Как бы в предостережение себе он прочитал замечательные стихи Федора Тютчева:

«Когда дряхлеющие силы

Нам начинают изменять,

И мы должны, как старожилы,

Пришельцам новым место дать, –

 

Спаси тогда нас, добрый гений,

От малодушных укоризн,

От клеветы, от озлоблений

На изменяющую жизнь;

 

От чувства затаенной злости

На обновляющийся мир,

Где новые садятся гости

За уготованный им пир…»

Справедливости ради скажу, что в последующие годы Александр Евгеньевич не всегда следовал своему призыву и, порой, в его суждениях оптимистические надежды уступали место скепсису.

Поскольку мы работали в одном здании и поблизости друг от друга, я иногда приходил к нему за советом, в чем он никогда не отказывал. Общение с ним всегда было плодотворно. Он обладал поразительным умением сразу схватывать суть дела и высвечивать его подчас с неожиданной стороны. От него я уходил обогащенным, с новым видением проблем, к которым, казалось, иногда было трудно подступиться.

Зная интерес Александра Евгеньевича к методике ядерно-физических экспериментов, я попросил его быть официальным оппонентом моей докторской диссертации, посвященной некоторым парадоксальным эффектам при измерениях ионизации в реальных детекторах частиц. Однако от этого предложения Александр Евгеньевич отказался. Не знаю, что было тому причиной, но до сих пор жалею, что не услышал его критики. Уверен, что она была бы для меня весьма полезна.

В последние годы жизни здоровье Александра Евгеньевича ухудшалось на глазах, и мы с тревогой замечали, как он осунулся и согнулся. Не менялся только его взгляд. Как всегда он был устремлен вперед и вдаль. Его могучий интеллект не смогли сломить никакие болезни.

Несомненно, он был выдающимся ученым. И самый замечательный "эффект" Чудакова – тот непреходящий след, который он оставил в сердцах своих современников, коллег и учеников.

1999


К началу страницы К оглавлению номера
Всего понравилось:0
Всего посещений: 98




Convert this page - http://7iskusstv.com/2013/Nomer1/Merzon1.php - to PDF file

Комментарии:

_Ðåêëàìà_




Яндекс цитирования


//