15.01.20
История города Новосибирска начала 60-х г. XX в. – это в первую очередь история создания и расцвета Сибирского отделения Академии наук СССР и новосибирского Академгородка. «Феномен XX века», «уникальный эксперимент», «гениальная программа развития науки» – таким стал для мира проект по организации науки в Сибири. Одним из первых в сибирских лесах был построен Институт ядерной физики СО АН. В 1977 г. основателя Института – Андрея Михайловича Будкера – на посту директора сменил его ученик Александр Николаевич Скринский, который проработал руководителем академического института 38 лет.
А.М.Будкер (слева) и А.Н.Скринский (справа), архив ИЯФ СО РАН)
Сегодня академик Скринский является научным руководителем института. 15 января 2020 г. ученому исполняется 84 года.
В начале 1956 г. в газете «Правда» была опубликована статья «Назревшие задачи организации научной работы» С.А. Христиановича, А.М. Лаврентьева и С.А. Лебедева, где был поставлен вопрос о развитии науки в Сибири. 18 мая 1957 г. Совет министров СССР постановил организовать Сибирское отделение АН СССР «близ города Новосибирска»:
«Организовать Сибирское отделение Академии наук СССР и построить для него научный городок близ города Новосибирска, помещения для научных учреждений и благоустроенные жилые дома для сотрудников в районах Сибири и Дальнего Востока. Считать основной задачей Сибирского отделения академии наук всемерное развитие теоретических и экспериментальных исследований в области физико- технических, естественных и экономических наук, направленных на решение важнейших научных проблем и проблем, способствующих наиболее успешному развитию производительных сил Сибири и Дальнего Востока»
— из постановления Совета Министров СССР, 18 мая 1957 г.
Новосибирск получил импульс развития в годы Великой Отечественной войны. Город принял из центральной части страны более трех десятков оборонных заводов, тем самым обеспечив фронт бесперебойными поставками необходимой продукции, ряд научно-исследовательских институтов, театры, филармонии и музеи. Через пятнадцать лет быстрорастущий Новосибирск привлек на свою территорию – в строящийся Академгородок – многих ярких ученых, знаменитых профессоров, крупных деятелей науки из Москвы, Ленинграда, Киева, Харькова, Казани. Вместе со своими лучшими учениками они отправились в Сибирь.
Научная мысль и сибирские просторы
В Сибирь приехали не просто выдающиеся исследователи, мигрантами «первой волны» были ученые, которым стало тесно в столице, которым для реализации своих научных идей нужен был поистине сибирский простор. Институт ядерной физики СО АН СССР создавался как раз такой, требующей размаха, фигурой – Гершем Ицковичем Будкером или, как многие его называли, Андреем Михайловичем.
«Размах — одна из главных его черт — проявлялся во всем уже тогда. Он не стал подправлять свое непривычное имя Герш Ицкович, скажем, на Григорий Исаакович, а как человек с размахом назвал себя Андреем Михайловичем».
— А.Б. Мигдал. «Академик Г. И. Будкер. Очерки. Воспоминания». Новосибирск, «Наука», 1988 г.
Решение о создании Института ядерной физики СО АН СССР на базе Лаборатории новых методов ускорения (ЛНМУ) московского Института атомной энергии АН СССР (ИАЭ АН СССР, ныне Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт») было принято в 1957 г. Основатель и первый директор ИАЭ АН СССР Игорь Васильевич Курчатов направил руководителя ЛНМУ Андрея Будкера и его молодую команду в Новосибирск.
Здание Института ядерной физики в 1960 году, архив ИЯФ СО РАН)
Андрею Михайловичу на тот момент было 37 лет, а самый младший член его группы лишь недавно окончил университет. Так началась история о том, как «совершенно зеленые» исследователи-энтузиасты реализовали одну за одной идеи, казавшиеся всему миру нереальными, и внесли большой вклад в создание современной физики элементарных частиц.
Фантастичные идеи академика Будкера
Фасад главного корпуса ИЯФ СО РАН украшает световая дорожка: по ней навстречу друг другу бегут два святящихся пятна, встретившись на середине, они вспыхивают яркой звездой. Это символическое изображение столкновения встречных пучков – первой из невероятных идей, реализованных Будкером.
Установки со встречными пучками (коллайдеры) стали «микроскопами» современной экспериментальной физики высоких энергий, они исследуют свойства и закономерности мира элементарных частиц, открывают новые. CBX, SPEAR (Национальная ускорительная лаборатория, SLAC), Большой адронный коллайдер (Европейский центр ядерных исследований, CERN), SuperKEKB (Организация по изучению высокоэнергетических ускорителей, KEK), NICA (Объединенный институт ядерных исследований, ОИЯИ) – эти большие физические установки, работающие и строящиеся по всему миру, основаны на давно «прирученном» человеком принципе столкновения частиц. Но в истории науки был период, когда идея столкновения двух ускоренных пучков воспринималась как недостижимая мечта.
«Сама по себе идея ускорителей на встречных пучках не нова, и в ней нет никаких научных откровений. Это простое следствие теории относительности Эйнштейна. Многие высказывали эту идею и до нас, но, как правило, пессимистически относились к возможности ее реализации…Столкнуть две частицы – задача по сложности примерно такая же, как «устроить» встречу двух стрел, одну из которых выпустил бы Робин Гуд с Земли, а вторую – Вильгельм Телль с планеты, вращающейся вокруг Сириуса. Но выгоды встречных пучков по сравнению с обычными методами столь велики, что мы решили все-таки преодолеть трудности. Для этого потребовалось увеличить плотность пучков и заставить их много раз проходить друг через друга».
— Академик А.М. Будкер, «Через антиплазму к антиматерии». Газета «За науку в Сибири». 14 янв. 1970 г.
Идея столкновения двух ускоренных пучков не принадлежала А.М Будкеру, физикам и ранее были понятны энергетические преимущества этого подхода для создания новых тяжелых частиц. Впрочем, это не мешало всему научному миру смотреть на идею как на фантастичную.
В числе первых научных сотрудников Лаборатории новых методов ускорения московского Института атомной энергии, которые переехали в Новосибирск, был вчерашний студент Александр Николаевич Скринский – будущий академик РАН и преемник Андрея Будкера на посту директора Института ядерной физики, занимавший его 38 лет, с 2015 г. – научный руководитель ИЯФ СО РАН.
– В конце 1957 г. Будкер предложил мне войти в группу, перед которой по инициативе Андрея Михайловича ставилась задача создания установки со встречными электрон-электронными пучками. С этого момента практически 20 лет мне посчастливилось быть одним из близких сотрудников Андрея Михайловича.
Установка со встречными электрон-электронными пучками ВЭП-1 проектировалась еще в Москве, а создавалась на Новосибирском турбогенераторном заводе. 15 января 1962 г. в свой 26-ой день рождения я прилетел в Новосибирск, а через несколько месяцев в еще недостроенный ИЯФ перевезли коллайдер ВЭП-1. Установку, кстати, очень не хотели отдавать те, кто оставался в Москве.
Многие не верили в Будкера, считали его фантазером, к тому же он – «всего лишь теоретик» – взялся руководить осуществлением очень сложных инженерно-технических задач. Один хороший физик, но ехидный человек, обещал взять меня обратно в Институт атомной энергии, когда в Новосибирске у нас ничего не получится. Вот и ВЭП-1 не хотели отдавать, потому что в электрон-электронные встречные пучки еще верили и хотели ими заниматься, а в электрон-позитронный ускоритель, идею которого Будкер уже вынашивал, верить отказывались.
«Планы были, а гарантий, что все получится – нет. Перед нами стояли инженерные задачи колоссальной сложности, решение которых «подсмотреть» было негде – мы шли первыми по этому пути. Коленки подрагивали у многих, но желание сделать то, за что взялись, было сильнее»,
– академик Скринский.
В истории становления Института ядерной физики в новосибирском Академгородке и научной жизни Будкера большую роль сыграл Игорь Васильевич Курчатов. Директор Института атомной энергии поверил в смелую идею электрон-электронного ускорителя. А когда Андрей Михайлович еще во время строительства ВЭП-1 принес Курчатову наброски проекта установки уже с электрон-позитронными встречными пучками, он, при всей сложности идеи, разослал ее описание трем ведущим физикам Советского союза. Среди них был академик АН СССР Владимир Векслер. В будущем именно он посетит ИЯФ СО АН, когда на ВЭП-1 уже получат пучки, а ВЭПП-2 будет в процессе строительства, и поздравит физиков с достижениями, признав свою неправоту.
В пультовой ВЭПП-2, архив ИЯФ СО РАН)
Но пока что, все трое отметили, что идея блестящая, но невозможная. Несмотря на это Курчатов «дал добро», и соответствующее постановление Центрального комитета и Совета министров СССР было подготовлено.
Пучок на первой установке со встречными электрон-электронными пучками ВЭП-1 был получен в 1963 г. Доклад об этом, сделанный на Международной конференции по ускорителям в Дубне, стал для группы Будкера первой настоящей печатной научной работой – и это за шесть лет, в течение которых многие вернулись в Москву. Созданием подобных установок занялись несколько лабораторий в мире, но получили пучки только в ИЯФ СО АН СССР и в Стэнфордском университете. За реализацию идеи электрон-позитронного столкновения также взялись многие, но только в Новосибирске получили новые данные по физике частиц.
В 1967 г. в ИЯФ СО АН СССР были проведены первые в мире эксперименты со встречными электрон-позитронными пучками на установке ВЭПП-2. Еще совсем недавно над группой Будкера почти насмехались, а уже в 1967 г. он, Александр Скринский, Алексей Наумов, Вадим Панасюк, Вениамин Сидоров получили Ленинскую премию за разработку метода встречных пучков для экспериментов по физике элементарных частиц. И сегодня значительную часть всех фундаментальных данных в этой области физики получают именно в таких экспериментах.
«Наиболее показательный пример «безумных» идей Будкера – электронное охлаждение. Метод, позволяющий получать плотные («холодные») пучки тяжелых заряженных частиц – протонов, антипротонов, ионов. Пока этот метод не был продемонстрирован в ИЯФ, ни одна лаборатория мира не рискнула взяться за такую, хотя и весьма многообещающую, но казавшуюся безнадежно сложной, проблему».
— из предисловия к книге «Академик Г. И. Будкер. Очерки. Воспоминания». Новосибирск, «Наука», 1988 г.
Так возникло одно из основных направлений исследований новосибирского Института ядерной физики – физика высоких энергий, в которой Будкер был пионером. Но научные интересы Андрея Михайловича лежали еще в одной области – физики управляемого термоядерного синтеза.
Обсуждение за круглым столом, архив ИЯФ СО РАН)
Привлек к этой работе физика-теоретика Курчатов. Будкер и здесь предложил собственный подход. Ученый придумал новый класс ловушек для плазмы – открытые. На сегодняшний день все магнитные ловушки, необходимые для осуществления стационарной термоядерной реакции (они обеспечивают термоизоляцию плазмы, нагретой до 100 млн °C) делятся на два больших класса: замкнутые (токамаки) и открытые (пробкотроны). ИЯФ СО РАН является пионером в области развития открытых магнитных систем и до сих пор держит лидерство в этом направлении.
Пробкотроны, многопробочные, амбиполярные, центробежные, газодинамические, геликоидальные, диамагнитные – в ИЯФ СО РАН было предложено и исследовано большинство видов магнитных ловушек открытого типа. Сегодня исследования в области управляемого термоядерного синтеза и физики плазмы в Институте проводятся на установках ГОЛ-3 (ГОЛ-NB), ГДЛ и СМОЛА. Все они являются «потомками» пробкотрона – плазменной ловушки с магнитными пробками, идею которой Андрей Будкер предложил в 50-х г. XX в.
«Проблема термоядерной реакции – это не обычная физическая проблема. Это проблема, которая должна преобразовать общество и мир. Наше поколение, которое дало людям атомную энергию и термоядерную энергию во взрывном виде, несет ответственность перед человечеством за решение основной энергетической задачи – получение энергии из воды. Люди ждут решения этой проблемы. Наш долг – решить ее при жизни нашего поколения, и поэтому мы должны вступить на этот путь».
— академик А.М. Будкер. Из выступления на конференции Международного агентства по атомной энергии, Новосибирск, 1968.
Сегодня ИЯФ СО РАН успешно работает по нескольким научным направлениям: физика элементарных частиц; физика и техника ускорителей; источники синхротронного излучения и лазеры на свободных электронах; физика плазмы и управляемого термоядерного синтеза. Положил начало их развитию Андрей Будкер – основатель и первый директор новосибирского Института ядерной физики.
Физики и лирики
Сибирское отделение АН СССР и новосибирский Академгородок гармонично вписались в романтические шестидесятые. Академгородок стал местом встреч талантливых, свободных людей различных творческих профессий: клуб «Под интегралом», первый конкурс красоты, победителем которого стал мужчина, единственный в СССР концерт Александра Галича и многое другое. Но все-таки Академгородок, в первую очередь, – это наука.
«Когда я приехал в Новосибирск в 1962 г. Академгородок был похож на одну большую стройку: всего несколько жилых домов на Морском проспекте, Институт ядерной физики в виде одного достроенного корпуса, в котором ютились и научные лаборатории, и производство, а кругом лес, – вспоминает академик РАН Александр Скринский. – Все понимали, что это только начало, а что будет дальше, зависит, в том числе, от нас самих, от того, как мы будем работать. Очарования Академгородком, как местом, возникшем в сибирской тайге, не было. Мы приехали сюда не ради романтики жизни вдали от цивилизации, а для того, чтобы решить те научные задачи, за которые взялись, несмотря на то, что никто в нас не верит. Идти непроторенными дорогами, без всяких гарантий, что впереди ждет успех».
Автор: Татьяна Морозова
Нет комментариев