Номер 3(84) март 2017 года
mobile >>>
Александр Кессених

Александр Кессених Об одной из научных школ по теории атомного ядра на физфаке МГУ им. М.В. Ломоносова1

В 1932 г. была создана протон-нейтронная модель ядра и почти сразу же возникла идея изучить распределение субчастиц внутри ядра по энергиям и импульсам. В то же время создавались капельные модели ядра, в которых индивидуальность частиц не играла определяющей роли. В конце 1940 – начале 1950-х гг. среди теорий строения ядра важную роль приобрела модель ядерных оболочек. Некоторых создателей теории ядра вдохновили теории Бора, его предшественников и последователей и, конечно, теория атома Шрёдингера, наконец, существование изотопов у химических элементов и наличие резких различий в распространённости элементов в целом и их изотопов, зависящей от числа протонов и нейтронов в структуре ядра. Возникли «безумные» надежды на создание некоей периодической системы атомных ядер (нуклидов), обладающей предсказательной силой, хотя, разумеется, и более сложной, чем периодическая система элементов Менделеева. Ситуация, однако, оказалась ещё труднее. Вот о том, как сложилось развитие теории ядра в одной из научных школ нового научного центра при МГУ им. Ломоносова НИФИ-2 (будущего НИИЯФ), идёт речь в этой статье. При этом мы не станем касаться роли одного из  официальных основателей протон-нейтронной модели ядра, работавшего тогда на физфаке МГУ, но утратившего к тому времени связь со специалистами по теории ядра, профессора Д.Д. Иваненко[2] [2]. Не будем затрагивать и деятельности полуграмотного инженера А.П. Знойко, которому на физфаке МГУ во времена противостояния «академических» и «университетских» физиков (1947–1954 гг.) была выделена лаборатория под его необоснованные обещания создать периодическую таблицу ядерных изотопов. То, о чём пойдёт речь ниже, касается развития подлинного научного направления, которое начиналось с освоения и развития оболочечной модели ядра в НИФИ-2, у истоков которого стояли Д.И. Блохинцев, Ю.М. Широков, а затем В.В. Балашов, В.Г. Неудачин и др. 

 

1. Общее введение

Нам представляется интересным исследование, в котором выделяется и, по возможности, детально изучается растущий и развивающийся научный коллектив с определённым научным направлением, который можно условно определить как научную школу (НШ) [3].

В настоящей статье мы поставили задачу рассмотреть известное научное направление в теории атомного ядра, возникшее и развивавшееся в МГУ имени М.В. Ломоносова с середины прошлого века как своеобразная научно-образовательная школа, которое в то же время довольно трудно охарактеризовать как классическую научную школу. Направление развивалось в дальнейшем на базе одной из кафедр Отделения ядерной физики (ОЯФ) под руководством В.В. Балашова (1931–2012) и его учеников и одной из лабораторий Научно-исследовательского института ядерной физики (НИИЯФ) под руководством В.Г. Неудачина. Мы старались подчеркнуть роль многочисленных талантливых физиков, незаурядных по своим человеческим и профессиональным качествам, которые внесли свой вклад в развитие этой школы. Первоначальная история этого направления связана, в частности, с драматическими противоречиями между различными подходами в теории атомного ядра (например, приближениями коллективных возбуждений и оболочечной моделью ядра). Приведём, как говорят «для затравки», один пример. Противоречия были особенно острыми в основном в 1950–1960-х гг. В 1945 г. А.Б. Мигдалом на основе теории коллективных возбуждений ядра было предсказано явление гигантского дипольного резонанса[3], казалось бы, необъяснимое в рамках модели оболочек. Уже в 1961 г. сотрудники НИИЯФ (В.В. Балашов и др.) рассматривали этот эффект в рамках этой модели [4]. А к 1990-м гг. В.Г. Неудачин, В.Г.Шевченко и Н.П. Юдин, опираясь на разработанную ранее микроскопическую оболочечную теорию ГДР, то есть гигантского дипольного резонанса при описании фотоядерных реакций (суперпозиция различных состояний частица–дырка, см. ниже), показали, что вследствие повышенной энергии связи нуклонов замкнутых оболочек у средних и лёгких атомных ядер с незамкнутыми оболочками должно существовать большое (10–15 МэВ) расщепление спектров поглощения по оболочечным конфигурациям [5]. Это было подтверждено экспериментами Б.С. Ишханова и И.М. Капитонова в НИИЯФ МГУ. Идея работы нашла в своё время одобрение американского учёного Дж. Брауна[4]  и др. [6]. Итоги этих исследований были отчасти рассмотрены также в одной из более поздних статей Н.П. Юдина, Р.А. Эрамжяна и др. [7].

Представления о нуклонных ассоциациях внутри ядра, о ранее неизвестных кварковых механизмах межнуклонного взаимодействия, которые играют важнейшую роль в образовании нуклонных кластеров, а также о явлениях рассеяния и поглощения мезонов на атомных ядрах и т. д. были развиты в той же школе. Основатели НШ и их продолжатели вели большую педагогическую работу не только в МГУ, но и в технических ВУЗах Москвы, сотрудничали в ведущих НИИ Средмаша и АН СССР, установили немало плодотворных связей с зарубежными исследователями. Сотрудничество с экспериментаторами НИИЯФ и других учреждений было непременным условием успеха данной НШ.

Само существование и развитие направления теории атомного ядра опиралось на развитие образовательного процесса в ОЯФ, в которое большой вклад внесли проф. В.В. Балашов и его ученики. Как и в каждой детально изучаемой истории предполагаемой НШ, важны предварительные предпосылки её возникновения и условия её развития, с описания которых мы и начнём следующий раздел.

 

2. Из истории образования центра физической науки в Москве

После переезда АН СССР в Москву в 1934 г. был организован Физический институт АН (ФИАН) в Москве, и лишь годом раньше был выделен из физико-математического факультета МГУ физический факультет. Центр физической науки в СССР перемещался в Москву. Научно-организационное лидерство в национальном сообществе физиков СССР стало постепенно переходить в этот период к С.И. Вавилову. Он возглавлял крупную НШ в области оптики, и проявил ряд важнейших инициатив по развитию ядерной физики и физики в целом в СССР. Перед физическим сообществом СССР стояла очевидная задача – укрепить исследовательскую и образовательную базу физики в «новой старой» столице страны, Москве, явно уступавшей до 1934 г. более передовому в части развития физики Ленинграду. Нужно было развивать Физический институт АН СССР (ФИАН).  С 1934 г. в Москве под руководством  П.Л. Капицы создавался новый Институт физических проблем, с того же года начал издаваться  Журнал теоретической и экспериментальной физики (ЖЭТФ). Требовалось также укрепить физический факультет МГУ, ослабленный ещё известными событиями 1911 г. с вынужденным увольнением П.Н. Лебедева и др. Начало процессу формирования современного научно-образовательного центра на физфаке МГУ положили в 1925 г. Л.И. Мандельштам и его ученики. С.И. Вавилов принял непосредственное участие в формировании физфака МГУ. При организации в МГУ современного образования в области радиоактивности и физики атомного ядра Вавилов выдвинул и поддержал возглавившего это направление Д.В. Скобельцына.

 

3. К созданию в НИИЯФ МГУ научного направления «теория атомного ядра»

Для всех представителей школы Иоффе «папа Иоффе» играл роль инициатора развития новых важнейших направлений в отечественной физике. Деятельность И.В. Курчатова и других первопроходцев отечественной ядерной физики проходила в 1930-е гг. в основном в Ленинграде. Требовалось развивать ядерную и атомную физику также и в Москве. За эту задачу взялся Д.В. Скобельцын при поддержке С.И. Вавилова.

 

Дмитрий Владимирович Скобельцын

О роли С.И. Вавилова и Д.В. Скобельцына в создании в середине прошлого века одного из крупнейших научных центров СССР, а ныне России – Научно-исследовательского института ядерной физики (НИИЯФ) при физическом факультете МГУ имени М.В. Ломоносова см. работы [8–10]. НИИЯФ – многопрофильное научное учреждение, по типу соответствующее современному понятию «исследовательский университет». Одно из центральных мест в его тематике занимают экспериментальная и теоретическая ядерная физика, а также физика элементарных частиц. Направление теоретической ядерной физики возникло и утвердилось в НИИЯФ и в некоторых других научных центрах (НЦ) также при заметном влиянии выдающегося отечественного физика члена-корреспондента АН СССР Дмитрия Ивановича Блохинцева (1908– 1979).

Д.И. Блохинцев в 1940–1960-х гг. вёл многоплановые исследования в разных областях физики и техники, и организационную работу государственного масштаба в рамках Атомного проекта СССР [11]. C 1956 г., когда по его инициативе был создан Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ), директором которого Блохинцев был в 1956–1965 гг., его интересы сосредоточились в области теоретической ядерной физики. Впрочем, к этой области Д.И. Блохинцев обращался неоднократно и ранее.

 

Дмитрий Иванович  Блохинцев

Дмитрий Иванович также был теоретиком в области квантовой физики металлов, крупным инженером в области реакторостроения (специалистом по ядерным реакторам), занимался оптикой и акустикой. Тем не менее, прежде всего Блохинцев занимался общими проблемами квантовой механики, можно сказать, философией квантовой механики. Важным стал вклад Д.И. Блохинцева в создание ещё одной отечественной школы теоретической ядерной физики, которая возникла сначала на базе НИИЯФ, а затем в ОИЯИ. С 1944 г. стало известным подготовленное Блохинцевым первое издание фундаментального курса квантовой механики, выдержавшего впоследствии 7 изданий. Поэтому на физфаке МГУ основатели  практически автономного будущего НИИЯФ (тогда НИФИ-2) и Отделения ядерной физики (далее ОЯФ, тогда ОСВ)[5] с 1947 г. привлекли Д.И. Блохинцева к чтению лекций и руководству аспирантами на кафедрах Отделения строения вещества, тесно связанных с лабораториями НИФИ-2. На Отделении Блохинцев читал вторую часть курса квантовой механики (релятивистская квантовая механика), а одними из первых его аспирантов были Юрий Михайлович Широков (1925–1980, выпускник физфака МГУ 1948 г.) и Владимир Германович Неудачин (выпускник физфака 1951 г.). Нужно отметить, что аспиранты Блохинцева не могли в те годы пользоваться его повседневным вниманием и чувствовать его постоянную опеку. В биографии Дмитрия Ивановича мы находим объяснение этому. В те же годы ему доверили руководство Лабораторией «Б» Атомного проекта в Обнинске, руководство проектированием «объекта 627» (будущего с 1970 г. ИЯИ АН СССР) [12]. Естественно, встречи и беседы профессора Блохинцева с его аспирантами происходили не столь часто, сколько бы хотелось. Как метко сказано в сборнике памяти Д.И. Блохинцева:

«Основной метод научного руководства <Блохинцева> хорошо известен. Это – выявление талантливых людей, создание наилучших условий для их творческого роста и привлечение их к решению сложных и важных дел» [11. С. 5]. Действительно, многие аспиранты Отделения были достаточно талантливы, чтобы сравнительно самостоятельно осваивать аппарат квантовой механики и ядерной физики, причём на самом высоком уровне. В.Г. Неудачин вспоминает, что Д.И. Блохинцев был замечательным консультантом, но за всё время аспирантуры он (Неудачин) смог встретиться с руководителем лишь три раза.

Молодыми физиками нескольких последующих выпусков, занимавшимися теорией атомного ядра, руководил в частности и такой талантливый и вполне доступный для своих аспирантов руководитель как Юрий Михайлович Широков[6] (среди его аспирантов будущие профессора В.В. Балашов, Ю.Ф. Смирнов, Н.П. Юдин (1932–2006) [14] и др.). Эти и другие тогда молодые преподаватели впоследствии руководили талантливыми выпускниками физфака следующих поколений. Затем Д.И. Блохинцев сосредоточился на работе в ОИЯИ, при котором также был открыт филиал физфака с кафедрой теории атомного ядра, он отдал свой долг и кафедре, действовавшей на Отделении ядерной физики (ОЯФ) физфака МГУ[7].

 

Юрий Михайлович Широков

 Удачным шагом руководства тогдашнего ОСВ было направление одного из будущих успешных профессоров Кафедры теории ядра, а тогда одного из талантливых студентов 4 курса В.В. Балашова, на стажировку в Институт физических проблем к Л.Д. Ландау [15. C. 19] [8]. Заметный вклад в развитие исследований по экспериментальной ядерной физике и по теории ядра в МГУ внёс работавший в НИИЯФ в 1945–1958 гг. будущий член-корреспондент АН СССР И.С. Шапиро[9] [17].

Существенное влияние на развитие исследований в области теории строения и свойств ядра, в том числе и в НИИЯФ, оказал работавший до этого в 1945–1953 гг. в Киеве, затем в Обнинске, а впоследствии снова в Киеве выпускник МГУ ученик И.Е. Тамма А. С. Давыдов [18] [10]. В 19581964 гг. А.С. Давыдов заведует кафедрой электродинамики и квантовой теории на физфаке МГУ. В этот период он обращается к исследованию структуры атомных ядер и вместе со своими сотрудниками развивает теорию коллективных возбуждений нуклонов в атомном ядре. Затем он разрабатывает метод учёта (без использования теории возмущений) связи между вращением ядра и колебаниями его поверхности и развивает представление о деформируемости ядра при переходе в возбужденное состояние. Позже А.С. Давыдов строит теорию электромагнитных переходов в атомных ядрах с учётом их продольной и поперечной деформируемости. В период работы в МГУ Давыдов руководил семинаром по теории ядра. Этот семинар, разумеется, высоко ценили и регулярно посещали сотрудники ОЯФ и НИИЯФ [15].

Вся атмосфера быстро растущего и крепнущего ОЯФ способствовала успешной самостоятельной работе молодых талантов, преданных в частности теоретической ядерной физике. Эти таланты пользовались возможностями, которые предоставляли НИИЯФ, физфак МГУ, институты АН СССР, а также Объединённый институт ядерных исследований в Дубне и т.д. В конце концов, сказывался навык самостоятельной работы, прививаемый в ходе обучения на физическом факультете МГУ. У некоторых сотрудников ОЯФ и НИИЯФ второго поколения из их учеников к  концу прошлого века выросло по нескольку десятков кандидатов наук и до 6 (В. Г. Неудачин), и даже до 10 (В.В. Балашов), докторов наук. Среди первых их учеников (сотрудничал как с Балашовым, так и с Неудачиным) был наиболее известен профессор Р.А. Эрамжян (1937–1998) (см. [19]), успешно работавший затем в ОИЯИ и ИЯИ.

Заметим в скобках, что аналогичный быстрый прогресс в количестве и качестве кадров института и отделения ядерной физики МГУ происходил в 1950–1980-х гг. и в области экспериментальной ядерной физики, физики космических лучей и в других направлениях исследований НИИЯФ и ОЯФ. Демонстрация возможностей синтетической научной школы, опирающейся не на одного лидера, а на комплекс ресурсов институциональной базы и научного сообщества довольно убедительна на примере именно школы ядерных теоретиков ОЯФ–НИИЯФ как более компактной.

Основная институциональная база данной НШ теоретической ядерной физики в МГУ сформировалась из двух подразделений. Это были, во-первых, Кафедра теории ядра и атомных столкновений ОЯФ, которой заведовал В.В. Балашов[11], а ныне заведует В.И. Саврин[12]. Во-вторых, это был Сектор теории атомного ядра НИИЯФ, а затем Лаборатория теории атомного ядра. Ими руководил с 1969 г. до 2012 г. профессор В.Г. Неудачин (см. [20]), а в настоящее время руководит сотрудник В.Г. Неудачина – профессор В.И. Кукулин, являющийся известным специалистом в области структуры лёгких ядер.

  Всеволод Вячеславович Балашов

Исследования в области оболочечной структуры ядер продолжились до настоящего времени на кафедре общей ядерной физики ОЯФ под руководством Б.С. Ишханова (кафедра основана в 1987 г.) и в Отделе научно-технической информации НИИЯФ под руководством Е.А. Романовского. В 2010 г. была защищена И.Н. Бобошиным (ОЯФ) докторская диссертация на тему «Магические числа и эволюция оболочечной структуры атомных ядер»[13], основанная в частности на анализе прямых ядерных реакций (срыва и подхвата).

Другие независимые направления теории атомного ядра, связанные с определением асимптотических нормировочных констант при распаде лёгких ядер, развивает в НИИЯФ профессор Л.Д. Блохинцев, ученик И.С. Шапиро.

 

5. Развитие и освоение в СССР методов теории ядерных оболочек

Идею ядерных оболочек высказал в 1933–1934 гг. известный германский (затем американский) физик В. Эльзассер (1904–1991), работавший некоторое время в Париже [22], а обосновали её немецкие физики М. Гепперт-Майер и Х. Йенсен. Оболочечная модель ядра основана на квантовании состояний нуклона (нейтрона и протона) в ядре, в эффективном потенциале остальных нуклонов качественно аналогичном квантованию электрона в теории атома. Однако взаимодействия между нуклонами в отличие от электрон-электронных не могут рассматриваться как малые возмущения системы. Поэтому такой сравнительно стройной периодической системы как система Менделеева для ядер быть не может. Тем не менее наиболее очевидными следствиями из оболочечной теории служат магические числа протонов и нейтронов, которые относятся к наиболее устойчивым нуклидам с нулевым спином, что соответствует заполненным оболочкам («магические ядра»). Очевидно, что теория в большей степени применима для магических ядер или ядер с небольшим избытком или недостатком нуклонов по сравнению с магическими числами. В последнем случае теория даёт согласие с экспериментом при учёте спин-орбитального взаимодействия протонов. Нуклоны одной и той же подоболочки, взаимодействуя между собой, образуют устойчивые  комплексы (ассоциации или кластеры, типичным примером которых служат известные со времён Рёзерфорда α-частицы, в свободном состоянии являющиеся ядрами 4He). Это явление было предметом исследований теоретиков НИИЯФ. Уже в 1970-х гг. сотрудниками лаборатории НИИЯФ (см. ниже) был предложен кварк-глюонный механизм образования устойчивых нуклонных кластеров. В той же лаборатории исследовали принципиально влияющие на свойства нуклидов ситуации, связанные с переходом в возбуждённых состояниях магических ядер отдельных нуклонов или их ассоциаций из заполненных оболочек в свободные и т.д. (образование состояний частица – дырка (ph)[14], две частицы – две дырки (2p2h) и т. д.). 

1950–1960-е были те самые годы, когда теория ядерных оболочек постепенно пробивала себе дорогу, в том числе и в СССР. В этой связи упомянем первые развёрнутые публикации в отечественной литературе, касающиеся этой теории. В 1954 г. журнал «Успехи физических наук» (УФН) опубликовал большую статью М.И. Корсунского. Она посвящена опытным обоснованиям модели ядерных оболочек [23] [15]. В 1958 г. вышел русский перевод книги основоположников оболочечной модели [25]. В 1960 г. вышел перевод (уже cо 2-го издания) книги Г. Копфермана [26], которая рассматривала как экспериментальные аспекты измерения ядерных магнитных моментов, так и теоретическое обоснование их значений с учётом спин-орбитальных взаимодействий протонов.

В 1959 г. популярное изложение Р. Пайерлсом модели оболочек появилось в русском переводе в «Успехах физических наук». В 1963 г. Гепперт-Майер и Йенсен были удостоены Нобелевской премии по физике за обоснование модели ядерных оболочек, а в 1964 г. в УФН появилась переводная статья Гепперт-Майер [27]. Методы и подходы оболочечной теории ядер постепенно заняли прочное место в теоретическом арсенале отечественных исследователей не без активного участия физиков НИИЯФ – ОЯФ.

Новейшие теоретические представления стандартной модели субатомных частиц, квантовой хромодинамики и т. д. в дальнейшем были освоены и применены к объяснению эффектов рассеяния частиц на атомных ядрах и в тех же подразделениях, и в других отечественных физических центрах. Позволим себе напомнить также и о первых шагах освоения этих представлений применительно к теории ядра в мире и СССР.

 

6. На подходе к открытию и изучению кварк-глюонных механизмов образования нуклонных кластеров в ядрах

С изобретением пузырьковой камеры и искровой камеры в 1950-х годах экспериментальная физика элементарных частиц обнаруживала большое и постоянно растущее число частиц с массой на два, три и более порядков более, чем масса электрона, названных адронами. Стало ясно, что все они не могут быть элементарными. Частицы были классифицированы по электрическому заряду и изоспину[16]; затем (в 1953 году) Мюрреем Гелл-Манном и Кадзухико Нисидзимой – по новому свойству, так называемой странности. Для лучшего понимания общих закономерностей адроны были объединены в группы и по сходству других свойств: масс, времени жизни и прочих. В 1963 году Гелл-Манн и, независимо от него, Джордж Цвейг высказали предположение, что структура этих групп (фактически, SU(3)-мультиплетов) может быть объяснена существованием более элементарных структурных элементов внутри адронов[17]. Эти частицы были названы кварками. Всё многообразие известных на тот момент адронов могло быть построено всего из трёх кварков: u, d и s. Впоследствии было открыто ещё три более массивных кварка. Каждый из кварков является носителем определённого квантового числа, названного его ароматом.

Однако, в подобном описании одна частица, Δ++(1232) [29] [18], оказалась наделена необъяснимыми свойствами: в кварковой модели она составлена из трех u-кварков со спинами, ориентированными в одном направлении, причём орбитальный момент их относительного движения равен нулю. Все три кварка в таком случае должны находиться в одном и том же квантовом состоянии, а так как кварк является фермионом, подобная комбинация запрещается принципом запрета Паули. В 1965 году Н.Н. Боголюбов, Б.В. Струминский и А.Н. Тавхелидзе и независимо от них Хан Мо Ён совместно с Ёитиро Намбу, а также независимо О. Гринберг решили эту проблему, предположив, что кварк обладает дополнительными степенями свободы калибровочной группы SU(3)[19], позже названными «цветовыми зарядами». На необходимость приписать кваркам дополнительное квантовое число было указано Б.В. Струминским в препринте от 7 января 1965 года.[20]

Хан и Намбу предположили, что кварки взаимодействуют через октет векторных калибровочных бозонов, названных глюонами (от англ. Glue – клей). Эксперименты по глубоко неупругому рассеянию электронов на протонах и связанных нейтронах показали, что в области больших энергий рассеяние происходит на каких-то элементах внутренней структуры, имеющих значительно меньшие размеры, чем размер нуклона. Ричард Фейнман назвал эти элементы «партонами» (так как они являются частями адронов). Результаты были окончательно проверены в экспериментах в SLAC[21] в 1969 году. Дальнейшие исследования показали, что партоны следует отождествить с кварками и с глюонами, а также с их конгломерациями.

В 1970-х гг. в деятельности лаборатории Неудачина, направленной на исследование нуклонных кластеров в ядре, произошёл обусловленный изменением общей ситуации в теории субатомных частиц важный поворот. Обсудим, по необходимости кратко и отчасти следуя историческому обзору, содержащемуся в статье В.И. Кукулина [33], историю вопроса об обнаружении и раскрытии природы ди- и мультибарионов в ядрах, который и встал в повестку дня лаборатории, начиная с работы Неудачина и др.[34]. Напомним, что среди эффектов радиоактивности значительное место занимает α-радиоактивность. Известно также, что Г.А. Гамов был первым, кто воспользовался для оценки связи между энергией α-частиц и периодом полураспада ядра по соответствующему механизму моделью α-частицы как достаточно прочного кластера в потенциальной яме (радиоактивном ядре). Очень большую и, по-видимому, основную роль в открытии соответствующих эффектов в ядрах и ядерных процессах сыграли работы, выполненные в Дубне ещё в самом начале деятельности этого международного центра в середине 50-х годов прошлого века. Группа экспериментаторов ОИЯИ (М.П. Мещеряков, Г.А. Лексин, Л.С. Ажгирей, А.В. Ефремов и др.), работавшая на только что введённом в строй ускорителе с энергией протонов Ер = 660 МэВ под руководством М.Г Мещерякова, обнаружила при облучении высокоэнергетическими протонами необычно большой выход быстрых дейтронов из разных мишеней[22] [35]. Впоследствии эти пионерские результаты Мещерякова и сотрудников были признаны открытием и внесены в реестр важнейших открытий советских учёных под № 221. Это было первое из большого списка важных открытий, сделанных в ОИЯИ за все годы его работы. С точки зрения традиционной ядерной физики довольно трудно было себе представить процесс квазиупругого выбивания образованного довольно слабой связью между протоном и нейтроном дейтрона с характерными импульсами сотни МэВ/с из ядер. При этом вероятность «расшибания» дейтрона будет на порядки превосходить вероятность его «выбивания» как целого, то есть (квази)упругого рассеяния. В попытке найти объяснение последнему процессу Д.И. Блохинцев в 1957 г. выдвинул идею о внутриядерных флуктонах. Флуктонами он назвал тесно коррелированные мультинуклонные кластеры, образующиеся в ядрах благодаря случайным флуктуациям ядерной плотности [36].

  В середине 1970-х годов, уже после открытия кварков, А.В. Ефремов (ОИЯИ) высказал идею, что флуктоны Блохинцева – это многокварковые образования, очень сильно связанные неким специфическим взаимодействием – «цветным клеем». В этой картине сильное выбивание дейтронов из ядер можно объяснить прямым взаимодействием налетающего быстрого протона с таким многокварковым мешком в ядре-мишени. В 1960-е годы процессы выбивания двух-, трех- и четырехнуклонных кластеров из ядер протонами (и другими адронами) с большими энергиями были уже вполне хорошо исследованы и описаны. Было предложено несколько альтернативных объяснений большого выхода мультинуклонных кластеров: (i) выбивание через рождение промежуточной частицы Δ-изобары[23], (ii) модель коалесценции Батлера–Пирсона [см., например, 37] и (iii) модель прямого выбивания мультикваркового кластера.

Как замечает далее В.И. Кукулин, модель выбивания через рождение промежуточной Δ-изобары годится только для достаточно узкого интервала начальных энергий вблизи порога образования Δ-изобары, тогда как большие выходы дейтронного и других кластеров из ядер обнаружены при самых разных энергиях, вплоть до 30 ГэВ. Поэтому данная модель не может претендовать на реальное объяснение механизма передачи большого начального импульса от падающего адрона вылетающему из ядра мультинуклонному кластеру. Модель коалесценции Батлера–Пирсона предполагает слипание быстрых вторичных нуклонов в нуклонные кластеры (с отрицательной полной энергией) в конечном состоянии и тем самым сильные off-shell-эффекты[24], которые должны быть маловероятны при достаточно высоких начальных энергиях. Фактически, отрицательные результаты полных трёхчастичных расчётов сечений выбивания динуклонных (рр или рп) кластеров из 3Не с учетом эффектов перерассеяния трёх конечных нуклонов вне массовой поверхности[25] свидетельствуют против объяснения высокого выхода динуклонных кластеров из ядер за счёт сильных эффектов взаимодействия в конечном состоянии (ВКС-эффекта или final-state-interaction).

  Лишь модель прямого взаимодействия налетающего адрона с мультикварковым мешком кажется свободной от этих двух недостатков (хотя количественные оценки, по словам Кукулина, здесь пока не сделаны). Кроме того, две альтернативные модели, (i) и (ii), никак не связаны с базовыми концепциями ядерных сил. Между тем статус ядерных сил предполагает, что из знания этих сил должно следовать (хотя бы качественное) объяснение наблюдаемых эффектов. Однако традиционная картина ядерных сил, основанная на мезонном обмене, оказывается неспособной объяснить данные наблюдений из-за относительной малости характерных импульсов нуклонов в ней. Ясно, что любые механизмы, предполагающие существование мультибарионных кластеров в ядрах, кардинально противоречат традиционным мезонным моделям сил, которые всегда предполагают существование мощного NN-отталкивания на близких (порядка радиуса нуклона) расстояниях. Более того, даже в традиционных мультикварковых моделях AW-взаимодействия[26] OGE One-Gluon Exchange или GBE Goldstone-Boson Exchange) с qq-силами между кварками[27] масса шестикваркового мешка оказывается столь велика (2.7—3.0 ГэВ), что вероятность появления такого мешка в невозбуждённом ядре должна быть очень низкой. В итоге вплоть до последнего времени не было ясного понимания связи между флуктонами Блохинцева, образованием много-кварковых мешков в ядрах и фундаментальными ядерными силами. В своей обзорной работе Кукулин попытался осветить эту связь с позиций оригинальной дибарионной (мультибарионной) модели, предложенной им совместно с соавторами в начале 1990-х гг. [41].

 

  6. Развитие метода оболочек и других аспектов теории атомного ядра в НИИЯФ.

Одна из вызревших в НИИЯФ – ОЯФ школ теории атомного ядра сосредоточилась в начальный период  своего развития (1951–1970) на методах оболочечной теории атомных ядер. Краткий очерк развития этой школы НИИЯФ – ОЯФ в области теории атомного ядра и смежных проблем приведён на сайте НИИЯФ  [42]. В 1955 г. Неудачин защитил кандидатскую диссертацию на тему «К вопpосу о квантовых числах и вычислительных методах теории ядерных оболочек».

Балашов после окончания факультета был аспирантом Ю.М. Широкова. Некоторое время (1955–1957) к их совместным работам подключался сменивший свою прежнюю тематику (физика низких температур) на ядерную физику талантливый физик и выдающийся альпинист Константин Арташесович Туманов (1920–1957)[28], трагически погибший в горах Кавказа. В 1959 г. В.В. Балашов защитил кандидатскую диссертацию на тему «К теории взаимодействия оболочечных нуклонов в лёгких ядрах».

В те годы (конец 1950-х–начало 1960-х) теория оболочек в физике ядра постепенно занимала всё более важное место в арсенале теоретиков. Исследователи НИИЯФ оказались на переднем фронте этой теории. В работе В.В. Балашова, В.Г. Неудачина, Ю.Ф. Смирнова, Н.П. Юдина, опубликованной в 1959 г., была заложена основа теории ассоциирования (кластеризации) нуклонов в атомных ядрах на основе модели оболочек, которая оказалась важной для изучения структуры ядер и механизмов ядерных реакций [44]. В 1964 г. Балашов защитил докторскую диссертацию на тему «Оболочечная теория ядерных реакций».

Владимир Германович Неудачин

Большую роль в развитии рассматриваемой тематики сыграла научная командировка В.Г. Неудачина в Институт Н. Бора в Копенгагене в 1964 г. Поддержка таких авторитетов международного научного сообщества как О.Н. Бор, Б.Р. Моттельсон помогла преодолеть недоверие, с которым сначала были встречены некоторые результаты упомянутых авторов из НИИЯФ – ОЯФ. Некоторые работы теоретиков НИИЯФ, в том числе В.Г. Неудачина и др., подвергались резкой критике представителей известной школы А.Б. Мигдала за саму приверженность к этой модели. После ознакомления посетившего тот же институт в Копенгагене А.А. Логунова с аргументами  Моттельсона и О. Бора в кругах отечественных теоретиков мнение о возможностях применения модели ядерных оболочек заметно изменилось в пользу последней. В 1965 г. Неудачин защитил докторскую диссертацию «Нуклонные ассоциации в лёгких ядрах» [29]. Им и его сотрудниками был сделан важный вклад в теорию нуклонных ассоциаций. В частности, ими показано, что при использовании теории ассоциирования существенным является учёт возбуждённых кластеров.

В 1969 г. В.Г. Неудачиным и Ю.Ф. Смирновым была опубликована большая монография «Нуклонные ассоциации в легких ядрах» [47].

Профессором В.Г. Неудачиным совместно с д.ф.-м.н. Ю.Ф. Смирновым методы, применяемые для исследования структурных особенностей ядер, были использованы для развития нового метода исследования электронных волновых функций в атомах, молекулах и твёрдотельных пленках – метода квазиупругого выбивания электронов (е,2е). В 2002 г. за этот цикл работ они вместе с Ю.В. Поповым были удостоены Ломоносовской премии.

Профессором Балашовым был выполнен цикл работ по теории гигантских резонансов в атомных ядрах, проблеме ассоциирования нуклонов и квазиупругого выбивания нуклонов и нуклонных ассоциаций, единой теории ядерных реакций. Эти работы послужили фундаментом ряда новых направлений в теории строения ядра и его взаимодействий с элементарными частицами и другими ядрами. Среди них – открытие проф. В.В. Балашовым, д.ф.-м.н. Н.М. Кабачником и др. явления резонансного поглощения мезонов ядрами, подтверждённое экспериментами интернациональной группы физиков в ОИЯИ (диплом на открытие № 173) [48] [30]. Работы по физике мезоатомных процессов отмечены Ломоносовской премией 1976 г. (профессор В.В. Балашов, доктор физико-математических наук Н.М. Кабачник, профессор Р.А. Эрамжян). В 1978 вышла монография посвящённая взаимодействиям ядер с мезонами [49]. В развитие этих исследований проф. В.В. Балашовым, д.ф.-м.н. Г.Я. Коренманом с сотрудниками решен ряд задач теории мезоатомных и мезомолекулярных процессов (в том числе относящихся к теории так называемого мю-катализа), аннигиляции антипротонов и атомных процессов с участием антипротонов низких энергий.

На базе методов, освоенных в физике ядерных реакций, В.В. Балашовым с сотрудниками (В.С. Сенашенко, Н.М. Кабачник, С.И. Страхова) создана теория и предложен ряд новых типов экспериментов по изучению резонансных явлений в атомных столкновениях, которые в настоящее время используются различными экспериментальными группами. Разработан диагонализационный подход в теории автоионизационных резонансов. Им внесён также значительный вклад в теорию поляризационных и корреляционных явлений в атомной физике. Развитию теории этих явлений посвящены также работы д.ф.-м.н. Н.М. Кабачника [50].

Под руководством профессора В.В. Балашова методами квантовой теории столкновений исследовались характеристики ядерных реакций, различных атомных и мезоатомных процессов. В рамках предложенной теории внутриядерного образования нуклонного кластера из его более элементарных фрагментов получены корреляционные характеристики реакций выбивания ядер трития и гелия из сложных ядер. Разработаны новые методы квантовой теории столкновений применительно к актуальным проблемам физики ядерных реакций, атомных и мезоатомных процессов. Решён ряд задач, важных для дальнейшего развития исследований по проблемам коллективного возбуждения ядер в мезоно-ядерных взаимодействиях, квазиупругого выбивания нуклонов и нуклонных ассоциаций из ядер частицами высокой энергии, мюонного катализа ядерного синтеза, физики антипротонов низких энергий, теории автоионизационных процессов в атомной физике (профессор В.В. Балашов с сотрудниками).

С 1973 г. проф. В.Г. Неудачиным с сотрудниками развивается обсуждавшийся выше кварковый подход к нуклон-нуклонному взаимодействию, основанному на исследовании роли возбужденных кварковых конфигураций. Обнаружен канал сильного цветомагнитного нуклон-нуклонного (NN) притяжения на малых расстояниях меньше 1фм  (10–15 м) при наличии узла волновой функции взаимного движения нуклонов в S-волне[31] (так называемый Московский потенциал, иногда “Kukulin potential[32]). Это радикально изменило существовавшее ранее представление об отталкивающей «сердцевине» в NN-взаимодействии на малых расстояниях. На этой основе получили объяснение экспериментальные данные о взаимном рассеянии нуклонов в широком интервале энергий 0 < E < 6 ГэВ.

В последнее направление исследований важнейший вклад внесли сотрудники В.Г. Неудачина, соавторы многочисленных публикаций в зарубежных и отечественных изданиях. Среди них выпускник МИФИ 1965 г. (д.ф.-м. н. с 1991 г.) В.И. Кукулин (с 2013 г. заведующий Лабораторией теории строения ядра [53]), выпускник аспирантуры физфака МГУ 1962 г. (к.ф.-м. н. с 1970 г.) И.Т. Обуховский и некоторые другие. Вот некоторые из важных публикаций, в которые они внесли решающий вклад, [34, 54–59].

Неудачиным с сотрудниками создана теория ассоциирования нуклонов в атомных ядрах, основанная на многочастичной модели оболочек (ср., например, работу [34], в которой ядро 12C (атомный номер 6), рассматривается как три α-частицы в оболочечной модели). В рамках этой теории удалось понять свойства тяжёлого кластерного распада средних и тяжёлых ядер и предложить для описания взаимодействия между кластерами глубокие потенциалы притяжения с запрещёнными состояниями. С использованием кластерных степеней свободы удалось также описать свойства ряда лёгких ядер. Эти результаты представлены в солидном зарубежном издании [60].

Под руководством профессоров Неудачина В.Г и Смирнова Ю.Ф. с использованием методов симметрии, развитых для ядерной и субатомной физики, исследовано взаимодействие составных частиц. Рассмотрены процессы тормозного излучения в реакциях протон-протонных (p-p) взаимодействий при высоких энергиях, реакции квазиупругого выбивания из нуклона пионов (π-мезонов) электронами, изучаются короткодействующие силы в нуклон-резонансных системах, рассчитываются характеристики различных гиперядер[33], исследуются спектроскопические факторы мультинейтронных кластеров в ядрах.

Ещё одним важным направлением в работе лаборатории Неудачина была упомянутая нами во введении проблема конфигурационного расщепления дипольного гигантского резонанса. В 1988 г. вместе с экспериментаторами из НИИЯФ группа во главе с Неудачиным получила свидетельство об открытии очень большого конфигурационного расщепления[34] дипольного гигантского резонанса лёгких и средних ядер с незамкнутыми оболочками (диплом на открытие № 342) [61]. Как указано в статье Неудачина и др. [5] статический локальный потенциал, предполагаемый в оболочечной модели, оказался непригодным для  воспроизведения «глубоких», т.е. удаленных от фермиевской границы[35], одночастичных уровней: они намного глубже, чем предсказывалось этим потенциалом. Эта особенность ядерных оболочек в лёгких ядрах и приводит к одному из важнейших явлений – конфигурационному расщеплению ГДР. Успехи в объяснении и предсказании ряда эффектов в рамках модели оболочек (с соответствующими дополнительными предположениями) давно уже преодолели сомнения критиков.

Теоретики следующих поколений, выросшие под руководством Ю.М. Широкова и в группах Балашова и Неудачина, успешно работали и работают в различных подразделениях НИЯФ и ОЯФ, осваивая современные методы теории ядра и элементарных частиц. Например, в pезультате pазpаботки д.ф.-м.н. Г.Я. Коренманом теоpии мезон-ядеpных пpоцессов пpедсказан выход pедкого пpоцесса – pадиационного захвата каонов (K-мезонов), постpоен калибpовочно-инваpиантный эффективный гамильтониан для пpоцесса pадиационного захвата пионов, пpедсказан эффект pезонансного pассеяния фотонов на ядpах вблизи поpога pождения пионов. В монографии 1978 г. [49] эти результаты нашли отражение.

Наряду с теорией строения и взаимодействий в атомных ядрах всё шире развиваются работы в области строения атомов. Коренманом выполнен общий анализ кинетики образования мезоатомов в простых веществах и смесях элементов, предсказан нелинейный концентрационный эффект при образовании мезоатомов в смеси элементов, pазpаботана теоpия поляpизационно-оpиентационных эффектов в мезоатомах, выяснены условия существования и наблюдения этих эффектов. Им же развита микроскопическая теория образования мюонных и адpонных атомов в гелии и молекулярном водороде, основанная на квазиклассическом решении квантовой задачи о сильной связи двухчастичного и тpёхчастичного каналов. На основе этой теории выяснен механизм заселения недавно открытых метастабильных состояний адpонов в гелии [62–67].

На работы названных циклов в мировой литературе имеется несколько тысяч ссылок, что говорит о международном признании их авторов, образующих данную научную школу[36].

Заметим, что теорией ядра и смежными вопросами в разных аспектах в лабораториях НИИЯФ занимаются не только ученики Ю.М. Широкова, Неудачина, Балашова, Смирнова и Юдина (как мы полагаем, именно их можно отнести к рассматриваемой нами школе).

На кафедре общей ядерной физики и в Отделе научно-технической информации разрабатываются, как мы уже указывали, методы составления и анализа баз данных по ядерным реакциям и другим свойствам атомных ядер. Исследования ведутся Б.С. Ишхановым, Е.А. Романовским, В.В. Варламовым, И.Н. Бобошиным и др. [68]. Эти исследования позволили по-новому взглянуть на многие проблемы оболочечной модели ядер. Известны и совместные работы В.Г. Неудачина с представителями названной группы, которая, впрочем, в целом вполне самостоятельна. 

Представителем ещё одной школы теоретической ядерной физики профессором Л.Д. Блохинцевым, выпускником физфака 1956 г., учеником И.С. Шапиро, ещё в 1959 г. исследованы эффекты несохpанения чётности при захвате отрицательных мюонов ядpами. Им же впоследствии развит с применением диагpамм Фейнмана и других методов теоретический аппарат ядерной физики. Совместно с Л.Д. Блохинцевым работает несколько молодых теоретиков. Заметим, что в списке НШ МГУ, поддержанных президентскими грантами 2011 г., числилась именно «школа Л.Д. Блохинцева». А сведения о признанных научных школах МГУ, представленные в 2012 г., включают условно объединённую школу Неудачина, Ишханова, Блохинцева [69].

Важной отличительной особенностью работы группы теоретиков НИИЯФ – ОЯФ, занимающихся строением ядра служило большое внимание к организации учебного процесса на кафедрах ОЯФ, практический вклад в которую внесли, прежде всего, Ю.М. Широков, В.В. Балашов, Н.П. Юдин. Создание Широковым и Юдиным современного учебника по ядерной физике (как отдельной части курса общей физики) [70][37] даёт основу для вызревания будущих поколений теоретиков и, разумеется, находящих с ними общий язык экспериментаторов, начиная с младших курсов.

Создание по инициативе Балашова в 1971 г. Лаборатории теоретического практикума (ЛТП) [71][38] обеспечило эффективное прохождение будущими теоретиками решающей стадии обучения своему ремеслу. Несомненно, на появление такой развёрнутой формы активного обучения теоретиков как ЛТП оказал влияние опыт теорминимума Ландау (одним из успешно прошедших последнее испытание был в 1954 г. сам Балашов). И названные достижения в совершенствовании подготовки специалистов по структуре и свойствам ядра являются далеко не единственными. Успешная работа теоретиков была во многом обеспечена сотрудничеством с экспериментаторами, ряд которых, как Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов и др., трудились в соседних лабораториях НИИЯФ и на кафедрах ОЯФ, а другая часть принадлежала к институтам АН СССР (РАН) и ОИЯИ. Весьма широким и иногда решающим было также сотрудничество с зарубежными экспериментаторами (см. в ссылках с описанием работ В.В. Балашова и В.Г. Неудачина). Для теоретиков этой группы было характерно привлечение к участию в своих публикациях экспериментаторов даже на ранних стадиях исследований, когда окончательного подтверждения теоретические гипотезы ещё не имеют, но интуиция и опыт экспериментатора служат важнейшим подкреплением направления теоретической мысли. Тем более были характерны совместные публикации теоретиков и экспериментаторов после получения экспериментального подтверждения теоретических гипотез.

К сожалению, трагические для отечественной науки потрясения 1990–2000-х гг. привели к резкому сокращению притока молодёжи в науку, в том числе и в рассматриваемую нами НШ.  Её дальнейшая судьба пока под вопросом, но будем надеяться на лучшее.

8. Заключение

Общим итогом нашего рассмотрения итогов деятельности названных выше теоретиков может служить заключение, что в 1950 – 1970-х гг. среди других НШ в НИИЯФ – ОЯФ сложились несколько групп исследователей в области теории атомного ядра. В основу методологии некоторых из этих групп среди прочего была положена и оболочечная модель ядра. Ими учитывались и разрабатывались теория нуклон-нуклонных взаимодействий и образования нуклонных ассоциаций (нуклонных кластеров). Несомненна роль Ю.М. Широкова и отчасти Д.И. Блохинцева и А.С. Давыдова в формировании этого научного направления, хотя по формальным науковедческим канонам они не могут быть названы руководителями и основателями данной (назовём её так) НШ. Эта школа развивалась в дальнейшем на основе моделей, учитывающих возбуждённые состояния ядер и т. д., и исследование нуклонных ассоциаций с постепенным освоением и внедрением новейших представлений хромодинамики, а также с распространением методов, развитых в теории ядра, на теорию гиперядер и взаимодействия ядер с мезонами. Теоретические подходы, развитые для ядер, оказались эффективными и для решения некоторых задач в теории сложных атомов и металлов. Ведущими представителями условно выделенной нами теоретической школы служат профессора В.В. Балашов и В.Г. Неудачин, Ю.Ф. Смирнов и Н.П. Юдин, а впоследствии Н.М. Кабачник, Г.Я. Коренман, В.И. Кукулин, И.Т. Обуховский, Ю.М. Чувильский [72], Р.А. Эрамжян, и другие.

Мы обратили внимание на следующее обстоятельство, обеспечившее функционирование этой школы: явное притяжение новых и новых молодых и даже сравнительно зрелых специалистов в орбиту, во-первых, актуальнейшего и интереснейшего предмета исследований и, во-вторых, замечательного коллектива незаурядных исследователей. Но это пополнение в условиях, когда отсутствовал единый суперавторитетный лидер, могло происходить, только в условиях мощного и передового научно-образовательного центра. Некоторые весьма успешные исследователи пришли в эту школу из других ВУЗов: В.И. Кукулин из МИФИ, а И.Т. Обуховский из МЭИ (он затем закончил аспирантуру физфака). Непосредственное сотрудничество с экспериментаторами поддерживало творческий потенциал теоретиков.

Некоторые привходящие обстоятельства, препятствующие процветанию спонтанно вырастающих школ, не помешали успешному развитию данной НШ теории атомного ядра в НИИЯФ – ОЯФ[39].

В то же время успеху школы содействовали её широкие научные связи с сообществом физиков СССР (вопреки возникавшим иногда разногласиям с его отдельными авторитетами) и связи с зарубежными исследователями (О.Бор, Б.Р. Моттельсон, Дж. Браун, а также непосредственным сотрудничеством с М. Даносом [73][40], А. Фесслером[41] и др.). Отметим значительное число публикаций и ещё более значительное число цитирований работ представителей этой школы в международных научных журналах.

Отметим, что формирование и деятельность НШ на высококачественной институциональной базе с достаточно развитой инфраструктурой (прежде всего по подготовке кадров) может происходить и в отсутствии какого-то единого лидера, но обязательно с участием значительного числа быстро растущих специалистов соответствующего профиля. Не отсюда ли мнение, что научные школы классического типа (с единым лидером) были характерны в большей степени для начала XX века и, особенно, для формирующейся отечественной науки 1930 – 1940-х гг.? Их облик в научно-педагогической среде с развитой институциональной инфраструктурой и достаточным кадровым потенциалом может измениться. Если будет позволено образное сравнение, то классическую школу на «почти голом» месте нужно было строить иногда с нуля по замыслу лидера, тогда как в современном, уже сформированном научном учреждении с богатыми связями, опирающемся на мощную образовательную платформу, научные школы как бы кристаллизуются из обогащаемого новыми идеями субстрата. Этап «синтеза» такого субстрата научных школ предшествует этапу их «кристаллизации» и эти два этапа могут осуществляться под руководством различных (вообще говоря) групп лидеров. Отсюда (на примере научных школ НИИЯФ – ОЯФ) возникает представление о формировании того, что в будущем может быть названо НШ, в несколько этапов. Сначала происходит организация широкой институциональной базы будущих НШ (в нашем случае под эгидой С.И. Вавилова, Д.В. Скобельцына). Затем следуют укрепление и развитие заложенной институциональной базы. В нашем конкретном случае это произошло при участии Д.И. Блохинцева и других корифеев НИИЯФ и физфака МГУ. Затем следовало формирование основных научных направлений будущих НШ (в нашем случае под руководством и при участии Ю.М. Широкова, а затем В.Г. Неудачина, В.В. Балашова и др.). Наконец осуществилось укрепление, формирование и развитие коллективов, которые можно в принципе считать новыми НШ, что сопровождается появлением целой плеяды ярких творческих личностей, успешных исследователей и педагогов, расширением и изменением тематики и методики преподавания и исследований. Повторяем, что рост подобных научных групп, коллективов, если угодно, научных школ происходил и на других направлениях исследований НИИЯФ.

В заключение автор благодарит В.Г. Неудачина за предложенную тему, которая удачно «вписалась» в план исследований Сектора истории физики и механики ИИЕТ, касающийся научных школ XX в. в области физики. Особо я благодарен всем коллегам из НИИЯФ и ОЯФ МГУ, сделавшим замечания и предложившим конкретную фактическую, а местами и  редакционную правку к тексту статьи, в частности Г.Я. Коренману, самому В.Г. Неудачину и особенно В.И. Кукулину, Е.А. Романовскому и Н.С. Зеленской. Благодарю за важную техническую поддержку Ф.С. Джепарова (ИТЭФ) и В.С. Семёнова (ИАЭ).

Литература

1.  Кессених А.В. Об одной из научных школ по теории атомного ядра (Из истории физфака МГУ имени М.В. Ломоносова)// В сб. «За вечно живую науку, против стереотипов. К 85-летию со дня рождения Владимира Германовича Неудачина». Под. ред. Н.С. Зеленской и В.И. Кукулина. – М.: Университетская книга. 2014. С. 62 – 106.

2.  Сарданашвили Г.А. Между рассветом и закатом .// Советская физика в 1950–1979 гг.). – Сарданашвили Г.А. Между рассветом и закатом . Советская физика в 1950 – 1979 гг.). – М.: URSS. 2014. 227 с.

3.  Визгин В.П., Кессених А.В. Научно-школьный подход к истории  отечественной физики //История науки и техники. 2016. № 1. С. 3-23.

4.  Балашов В.В., Шевченко В.Г., Юдин Н.П., Гигантский резонанс фоторасщепления // ЖЭТФ. 1961. Т.41. С. 1929..

5.  Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Неудачин В.Г., Шевченко В.Г., Эрамжян Р.А., Юдин Н.П. Конфигурационное расщепление дипольного гигантского резонанса в атомных ядрах // УФН. 1990. Т.160, вып. 3. С. 57–99.

6.  https://en.wikipedia.org/wiki/Gerald_E._Brown

7.  Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Неудачин В.Г. и др// УФН, см. также Данос М., Ишханов Б.С., Юдин Н.П., Эрамжян Р.А. Дипольный гигантский резонанс и развитие представлений о динамике ядра//УФН. 1995. Т.165, вып.12. С.1345 – 1355.

8.  Панасюк М. И., Романовский Е. А., Кессених А. В. Начальный этап подготовки физиков-ядерщиков в Московском государственном университете (тридцатые – пятидесятые годы) // История советского атомного проекта: документы, воспоминания, исследования. Вып. 2. / Отв. ред. и сост. В.П. Визгин. – СПб.: РХГИ, 2002. С. 491–518.

9.  Панасюк М.И., Романовский Е.А., Кессених А.В. Академик Д.В. Скобельцын – организатор и руководитель НИИЯФ МГУ // ВИЕТ. 2012. №4. С. 142–154.

10.  Панасюк М.И., Романовский Е.А. Академик Д.В. Скобельцын – основатель школы ядерной физики в МГУ // УФН. 2013. Т. 183, вып.4. С. 428–433.

11.  Дмитрий Иванович Блохинцев. К 100-летию со дня рождения/ Ред. В.В. Балашов, М.И. Панасюк, Е.И. Романовский. – М.: КДУ. 2008. 70 с.

12.  Боголюбов Н.Н., Кадомцев Б.Б., Логунов А.А., Марков М.А. Дмитрий Иванович Блохинцев (К семидесятилетию со дня рождения) // УФН. 1978.Т.124, вып.1. С. 193–196.

13.  Боголюбов Н.Н., Вернов С.А., Владимиров В.С., Логунов А.А., Поливанов М.К., Троицкий В.Е., Ширков Д.В. Памяти Юрия Михайловича Широкова // УФН. 1981. Т. 134, вып.3. С. 355–356.

14.  http://istina.imec.msu.ru/workers/399108/; http://www.phys.msu.ru/rus/about/sovphys/ISSUES-2006/1(48)-2006/yudin/

15.  Всеволод Вячеславович Балашов./ Под. ред. Л.Л. Балашовой. – М.: Физический факультет МГУ. 2012. 116 c.

16.  Кессених А.В. Взаимодействие и противостояние университетских и академических физиков в 1940–1950-х гг. и «студенческий бунт» 1953 г. на физфаке МГУ. // ВИЕТ. 2011. № 1. С. 83–92.

17.  Беляев С.Т., Владимирский В.В., Гинзбург В.Л. и др. Памяти Иосифа Соломоновича Шапиро // УФН. 1999. Т. 169, вып. 8. С. 929–930.

18.  http://www.warheroes.ru/hero/hero.asp?Hero_id=16161

19.  http://ru.hayazg.info/ЭрамжянРудольф_Амаякович

20.  http://danp.sinp.msu.ru/LTAN/neudachin.htm

21.  http: //www. dissercat.com/ content /magicheskie-chisla-i-evolyutsiya-obolochechnoi-struktury-atomnykh-yader

22.  Elsasser W.M.  Sur le principe de Pauli dans les Noyaux I// J. de Phys. et Rad. 1933. T. 4, № 10. Pp. 549–556; II // Ibid. 1934. T.5. Pp. 389–397; III // Ibid. Pp. 635–639.

23.  Корсунский М.И. Экспериментальные основания модели ядерных оболочек // УФН. 1954. Т. 52, вып.1. С. 3–82.

24.  Фельд Б.Т. Ядерные моменты // УФН. 1953. Т.50, вып. 8. С. 601–626.

25.  Гепперт-Майёр М., Йенсен Г.Д. Элементарная теория ядерных оболочек. – М.: ИИЛ. 1958. 318 с. [Goeppert-Mayer M., Jensen H. Elementary theory of nuclear shell structure. – New York:.Wiley & Sons, 1955. 269 p.]

26.  Копферман Г. Ядерные моменты. – М.: ИИЛ. 1960. 485 c. [Kopfermann H. Kernmomente. Zweite Auflage. – Frankfurt am Main: Akademische Verlagsgesellschaft M.B.H. 1956. 462 S.]

 27.  Гепперт-Майер М. Ядерные оболочки // УФН. 1964. Т.82, вып.4. С. 750–768.

28.  Мухин К.Н., Суставов А.Ф., Тихонов В.Н. Физика элементарных частиц и высоких энергий на пути от π-мезонов к стандартной модели // Исследования по истории физики и механики. 2005. – М.: Наука. 2006. С. 177–210.

29.  http://ru.wikipedia.org/wiki/

30.  Anderson H.L., Fermi, E. et al. Total Cross Sections of Negative Pions in Hydrogen // Phys. Rev. Lett. 1952. V. 85(5). P. 934–935.

31.  Струминский Б.В. Магнитные моменты барионов в модели кварков. ОИЯИ-Препринт P-1939, 1965.

32.  Bogolubov N., Struminsky B., Tavkhelidze A.. JINR Preprint D-1968, Dubna 1965.

33.  Кукулин В.И. Ди- и мультибарионные кластеры в ядрах. Нетрадиционный взгляд на природу ядерных сил и структуру ядра // Ядерная физика. 2011. Т.74, № 11. С. 1594–1614.

34.  Neudatchin V.G., Obukhovsky I.T., Kukulin V.I. , Golovanova N.F.. Attractive potential with forbidden states for the NN-interaction // Phys.Rev. 1975. V. C11, iss.1. Pp. 128–137.

35.  Ажгирей Л.С., Взоров И.К., Зрелов В.П, Мещеряков М.Г., Неганов Б.С., Шабудин А.Ф. Выбивание дейтронов из ядер Li, Be, С и O протонами с энергией 675 МэВ. – Дубна: ОИЯИ, 1957. 24 с.. То же: ЖЭТФ. 1957. Т. 33, вып. 5. С. 1185–1195.

36.  Блохинцев Д.И. О флуктуациях ядерного вещества // ЖЭТФ. 1957. Т. 33, вып. 5. С. 1295–1299.

37.  Matveev V.A., Muradyan R.M., Tavkhelidze A.N. Automodelism in the large-angle elastic scattering and structure of hadrons // Lettere Nuovo Cimento. 1973. V.7, No. 15. Pp. 719–723.

38.  Giusti C., Pacati F.D. Two-proton emission induced by electron scattering // Nucl.Phys. A. 1991. V. 535. Pp. 573–591.

39.  Groep D. L. et al. Investigation of the exclusive 3He(e,e′pp)n reaction // Phys. Rev. С. 2001. V. 63. P. 014005.

40.  Kusainov A. M., Neudatchin V. G., Obukhovsky I. T., Projection of the six-quark wave function onto the NN channel and the problem of the repulsive core in the NN interaction // Phys. Rev. С. 1991. V. 44, No 6. Pp. 2343–2357.

41.  Kukulin V.I., Grabmayr, P. Faessler, A., Abramyan., Kh.U., Bashkanov M., Clement H., Skorodko T., Pomerantsev. V.N. Experimental and theoretical indications for an intermediate σ-dressed dibarion in the NN interaction // Annals of Physics. June 2010. V. 325, Issue 6. Pp. 1173–1189.

42.  http://www.sinp.msu.ru/maininc/act/sinp_act/nuc-phys/Web-YadFiz.htm

43.  Поварнин П.И. Советский альпинизм в 1952 г.  http://www.pandia.ru/text/77/146/655-11.php

44.  Балашов В.В., Неудачин В.Г., Смирнов Ю.М, Юдин Н.П. Приведённые ширины для нуклонных ассоциаций в модели ядерных оболочек // ЖЭТФ. 1960. Т.37, вып. 5. С 1385–1389.

45.  http://www.phys.msu.ru/rus/about/sovphys /ISSUES-2008/6(66)-2008/8373

46.  Неудачин В.Г. Приложение к статье Кессених А.В. Уроки Неудачина // За вечно живую науку, против стереотипов. К 85-летию со дня рождения Владимира Германовича Неудачина. – М.: Университетская книга. 2014. С. 283–290.

47.  Неудачин В.Г., Смирнов Ю.Ф. Нуклонные ассоциации в лёгких ядрах. – М.: Наука. 1969. 414 с.

48.  http://nuweb.jinr.ru/ru/30/83.html.

49.  Балашов В.В., Коpенман Г.Я., Эpамжян Р.А. Поглощение мезонов атомными ядpами. – М.: Атомиздат. 1978. 294 с.

50.  http://danp.sinp.msu.ru/LIIWM/kabachnik.htm

51.  Kukulin V.I., Pomerantsev V.N. Symmetry and supersymmetry in basic nuclear force. Dibarion concept for NN Interaction – http://www. theor.jinr.ru/~praha/.../8asi.../8asi-Kukulin1

52.  Kukulin V.I., Pomerantsev V.N. Symmetry in the Nucleon-Nucleon Interaction and the Model of Moscow Potential // Progress of Theoretical Physics. August 1992. V. 88, No, 2. Pp. 159–209.

53.  http://www.sinp.msu.ru/ru/users/318

54.  Smirnov Y.F., Obukhovsky I.T., Tchuvilsky Y.M., Neudatchin V.G. 12C nucleus as a 3-alpha system with forbidden states // Nuclear Physics A. 1974. V. 235, № 2. Pp.289–298.

55.  Kukulin V.I., Neudatchin V.G., Smirnov Yu.F. Microscopically substantiated local optical potentials for scattering of light nuclei // Nucl.Phys. 1975. A245. Pp.429–444.

56.  Kukulin V.I., Krasnopolsky V.M., Pomerantsev V.N. and Sazonov P.B. The NN-potential with forbidden states, suggested from a six-quark model with one-pion exchange // Phys.Letters. 1984. B135. Pp. 20–25.

57.  Kukulin V.I., Krasnopolsky V.M., Voronchev V.T. , Sazonov P.V. Detailed study of cluster structure of light nuclei in the three-body model I // Nucl.Phys. 1984. A417. P. 128; II // Ibid. 1986. A453. P. 365–388; III // Ibid. 1990. A517. P.221; IV // Ibid. 1995. A586. P. 151.

58.  http://danp.sinp.msu.ru/LTAN/kukulin.htm

59.  http://danp.sinp.msu.ru/LTAN/obukhovski.htm

60.  Kukulin V.I., Neudatchin V.G., Obukhovsky I.T., and Smirnov Yu.F. Clusters as Subsystems in Light Nuclei. / Eds. K.Wildermuth and P.Kramer. V. 3. – Braunschweig/Wiesbaden: Vieweg. Sohn. 1983. Pp. 1–160.

61.  http://ross-nauka.narod.ru/04/04-342.htm

62.  Korenman G.Ya. and Rogovaya S.I. Formation of mesonic atoms in mixtures of lightest elements // Radiation Effects. 1980. V.46. Pp. 189–198

63.  Korenman G.Ya. and Rogovaya S.I. Primary populations in mesonic hydrogen atoms // J.of Phys.B: Atom.Molec.Physics. 1980. V. 13. Pp. 641–653.

64.  Коpенман Г.Я. Сохpаняющиеся тензоpы оpиентации и возможная анизотpопия мезонного pентгеновского излучения // Ядеpная физика. 1975. T. 21. C. 772–780.

65.  Korenman G.Ya. The effect of alignment of the exotic atom orbital angular momentum on depolarization of negative muons // Hyperfine Interactions. 1979. V. 7. Pp. 265–277.

66.  Korenman G.Ya.and Yudin S.N. Theory of formation and decay of hadronic helium atom metastable states // Few-Body Systems. Supplementum. 1994. V. 7. Pp. 204–207.

67.  http://www.sinp.msu.ru/ru/users/667

68.  http://old.sinp.msu.ru/sinp60/BlhntcvVrlmvIshkhnvRmnvsk_fin.pdf

69.  http://www.msu.ru/science/sschool.html

70.  Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика. – М.: Наука. 1980. 728 с.

71. Балашов В.В., Грум-Гржимайло А.Н., Долинов, В.К. Коренман, Г.Я., Коренцова Ю.Н., Смирнов Ю.Ф., Юдин Н.П. Теоретический практикум по атомной и ядерной физике. – М.: Энергоиздат. 1984. 176 с

72.  danp.sinp.msu.ru/LTAN/chuvilski.htm

http://www.physics.arizona.edu/~rafelski/MDvitae.txt




Примечания

[1] В сокращённом варианте статья опубликована в университетском сборнике [1].

 

[2]Например, Г.А. Сарданашвили считает Д.Д. Иваненко и Е.Н. Гапона первыми, кто выдвинул оболочечную модель ядра.

[3]«В кривой сечения фотопоглощения всех (за исключением изотопов водорода и гелия) ядер имеется большой максимум, который и называется гигантским дипольным резонансом (ГДР)».

 [4]Джеральд (Джерри) Браун (G. Brown) американский физик-теоретик (1926–2013), область научных интересов теоретическая ядерная физика и астрофизика. Пользовался непререкаемым авторитетом в редколлегии журнала Nuclear Physics и других изданиях. Сотрудничал с университетом NORDITA и Институтом Бора в Копенгагене и др. Одним из первых поддержал теорию ГДР, выдвинутую Неудачиным с сотрудниками. До последнего времени почётный профессор C. N. Yang Institute for Theoretical Physics at Stony Brook University.

 [5] Соответственно Второй Научно-исследовательский физический институт и Отделение строения вещества.

 [6]В 1963 г. Ю.М. Широков перешёл в Институт математики АН имени В.А. Стеклова. С самого начала карьеры он проявил большой интерес и недюжинные способности к решению принципиальных вопросов математической физики и связи её математического аппарата с постановкой физических проблем. См. [13].

 [7]Студенты поступали на ОЯФ и на кафедру после первого семестра третьего курса, в течение года заканчивали изучение общих дисциплин вместе со всеми студентами ОЯФ, а затем переезжали в Дубну, где проходили дальнейшее обучение в Филиале НИИЯФ МГУ, а специализацию – в Лаборатории теоретической физики ОИЯИ. Кафедра состояла из двух частей: московской (профессор В.В. Балашов и доценты Ю.Ф. Смирнов и Н.П. Юдин) и дубненской, где трудились во главе с Дмитрием Ивановичем сотрудники ОИЯИ: профессор В.Г. Соловьев, доценты Б.М. Барбашов, С.М. Биленький и С.П. Иванова. В задачи московской части входили чтение общих курсов лекций и ведение семинаров для студентов ОЯФ, а также занятия теоретического практикума и руководство курсовыми работами студентов. [11.С. 17]. Московская кафедра Д.И. «Физика атомного ядра» некоторое время существовала наряду с дубненской кафедрой «Теории атомного ядра», а затем они были объединены в одну дубненскую, которая в 1973 г. получила название кафедры «Теоретической ядерной физики» [Там же. С. 21].

  [8]В то время руководство физфака клеймило Л.Д. Ландау как главу школы «идеалистов и космополитов» (см.[16]) но руководство ОСВ было фактически автономным от физфака.

  [9]И.С. Шапиро после службы в Действующей армии (1941–1945) прошёл переподготовку по ядерной физике в МГУ под руководством И.М. Франка и может считаться одним из самых успешных теоретиков в области строения атомного ядра и элементарных частиц, окончивших физфак МГУ.

 [10]Напомним интересующимся российско-украинскими связями в области физики, что Д.И. Блохинцев в 1938–1940 гг. также работал в Киеве и с 1939 г. был членом-корреспондентом Академии наук УССР.

 [11]По инициативе Балашова, д.ф.-м. н. Н.М. Кабачника и др. теория атомных столкновений заняла существенное место в тематике кафедры, на чём мы далее останавливаться не станем.

 [12]В.И. Саврин – выпускник физфака 1968 г., закончил аспирантуру ОЯФ и успешно работал в Институте физики высоких энергий (Протвино),

[13]Бобошин И.Н. окончил физфак МГУ в 1984 г., стал к. ф.-м.н. под руководством проф. В.В. Варламова в 1991 г. Разрабатывал методы составления и анализа баз данных по свойствам ядер. См. [21].

 [14]ph = particle hole.

 [15] Заметим, что до этого некоторые аспекты приложения теории ядерных оболочек к оценке магнитных моментов ядер были отражены в переводной статье Б.Т. Фельда, помещённой в УФН в 1953 г. [24].

[16]Изотопический спин – квантовое число, условная проекция которого характеризует величину (наличие или отсутствие) электрического заряда. У нуклона T =½ (Tz =–½ для нейтрона, ½ – для протона); T =1 для π-мезона и т.д. .

 [17]О ранней и последующей истории построения квантовой хромодинамики (КХД) см.[28].

 [18]Открыты Δ–резонансы группой Ферми в 1952 г. [30].

 [19]То есть характеризуется ещё одним квантовым числом, т.н. «цветом», имеющим три возможных значения.

 [20]Пользуясь случаем, отметим этот важный вклад отечественных учёных в квантовую хромодинамику, см.[31, 32]. Результаты этих работ Н.Н. Боголюбова, Б.В. Струминского и А.Н. Тавхелидзе были представлены в мае 1965 года на Международной конференции по теоретической физике в Триесте.

 [21]Stanford Linear Accelerator Center – Стенфордский центр линейных ускорителей.

 [22]Несколько позже Г.А. Лексин в независимых экспериментах обнаружил аномально сильное обратное упругое рассеяние протонов на дейтронах при энергиях порядка 1 ГэВ. Только через несколько лет эти важные результаты были подтверждены американскими физиками в Брукхейвене.

 [23]Δ-изобара – короткоживущий адрон, обладающий изоспином 3/2 (то есть возможными электрическими зарядами –2; –1; +1; +2).

 [24]«Внеоболочечные» эффекты.

 [25]Кукулин ссылается здесь на работы [38] и [39] (в последней работе 26 соавторов!).

 [26]Слабого взаимодействия (weak interaction affects).

[27]См., например, работу [40] и другие ссылки из обзора Кукулина [33]. qq-силы – силы взаимодействия между кварками (q).

[28]Дату рождения К.А. Туманова мы заимствовали из материала Интернета [43]. В 1952 г. К.А. Туманов и М.Ю. Широков стали мастерами спорта по альпинизму.

 [29]Неудачин был на физфаке легендарной личностью, дважды (1954 и 1956 гг.) избирался секретарём бюро ВЛКСМ факультета и проявлял на этом посту отнюдь не стандартные для того времени подходы к «воспитанию масс», был одним из основных авторов текста письма в ЦК КПСС, составленного по поручению «бунтарской» IV комсомольской конференции ВЛКСМ факультета. См. [45]. Многого не могли простить ему некоторые из партийной прослойки руководства факультетом. По этим причинам, не связанным с научными проблемами, блестящая по сути докторская работа Неудачина едва набрала на Совете по защитам (общем для всего физфака) необходимое для защиты число голосов и гораздо более успешно прошла повторную защиту на экспертной комиссии ВАК. См. также [46].

 [30]Ко времени регистрации открытия Эрамжян работал уже в ОИЯИ.

 [31]S-волна – движение, при котором угловой момент системы двух нуклонов равен нулю (как для s-функции в атомной физике). Методами квантовой хромодинамики (теории кварков) показано, что при наличии узла волновой функции на расстояниях N-N (нуклон– уклон) порядка 0,5 фм возникает заметное взаимное притяжение двух нуклонов, а не отталкивание, как предполагалось ранее и называлось «отталкивающей сердцевиной»..

[32]См. в Интернете развёрнутый материал [51], где имеются также и ссылки на цитирующие авторов работы. См. также “invited paper” тех же авторов [52]

 [33]Гиперядра - ядроподобные системы, содержащие кроме протонов и нейтронов другие адронные частицы – гипероны (Λ-гиперон, Σ-гиперон).

 [34]В усовершенствованных вариантах оболочечной модели помимо среднего поля вводится т. н. остаточное взаимодействие между нуклонами, которое добавляет к основной, одночастичной компоненте волновой функции ядра более сложные, многочастичные компоненты (конфигурации).

 [35]В одночастичной модели нуклоны в ядре образуют «фермиевский газ» и заполняют в пространстве импульсов весь объём внутри некоторой «фермиевской поверхности» (по аналогии с электронами в металле, модели этого типа развивали Л. Ландау и А. Мигдал). В модели конечного Ферми-газа (ФГМ) нуклоны в ядре рассматриваются как нерелятивистские фермионы, движущиеся в потенциальной яме. Главным допущением модели является предположение, что линейные размеры ямы гораздо больше длин дебройлевских волн для нуклонов.

 [36]Воспользовавшись системой РИНЦ, впрочем, далеко ещё несовершенной, можно на ноябрь 2013 г. найти упоминание о 2157 ссылках на работы Н.М. Кабачника, о 1999 ссылках на работы с соавторством Ю.Ф. Смирнова, о 1735 ссылках на работы с соавторством В.И. Кукулина, о 1395 ссылках на работы с соавторством В.Г. Неудачина и т. д. Это, однако, лишь эхо большого массива ссылок на работы данной школы периода 1960 и последующих лет. В нынешнем состоянии система РИНЦ в частности плохо отслеживает ссылки ранее 1990-х гг., а также ссылки на некоторые обзорные статьи и монографии. Известные нам из устных сообщений сотрудников НИИЯФ данные международных систем индексов цитирования дают ещё более солидные цифры.

[37] Известны и другие учебные пособия по ядерной физике, авторы которых работали и работают в НИИЯФ и ОЯФ.

[38] В 2000 г. вышел английский перевод этой книги.

 [39]Среди названных обстоятельств научные разногласия с давно признанными НШ, иногда сложные отношения между членами коллектива, личная неприязнь к некоторым сотрудникам со стороны довольно влиятельных представителей местного руководства разных уровней (в данном случае парторганизации физфака МГУ, ректората МГУ) и т. п.

[40] Майкл Данос уроженец Риги, 1922, работал в Дрездене (1941–1944), Гейдельберге, Ганновере, гражданин США с 1957, где работает ныне в университете штата Аризона, прошёл школу основателя теории ядерных оболочек Йенсена и сотрудничал с несколькими советскими (российскими) институтами.

[41]Аманд Фесслер профессор Института теоретической физики при старейшем в Европе университете Тюбингена (ФРГ), имеет более 20 совместных публикаций с сотрудниками НИИЯФ (в том числе с Кукулиным, Обуховским и др.).


К началу страницы К оглавлению номера
Всего понравилось:1
Всего посещений: 311




Convert this page - http://7iskusstv.com/2017/Nomer3/Kessenih1.php - to PDF file

Комментарии:

_Ðåêëàìà_




Яндекс цитирования


//