Еженедельник
Объединенного института ядерных исследований
(Электронная версия с 1997 года)
Архив Содержание номера О газете На главную Фотогалерея WIN

N 40-41(3929-3930) от 24 октября 2008:

Версия N 40 в формате pdf (~7 Mb)

Их имена - в истории науки

Вклад в мировой свод знаний

К 100-летию со дня рождения академика Ильи Михайловича Франка

23 октября исполнилось сто лет со дня рождения академика Ильи Михайловича Франка. С высоты векового рубежа отчетливо вырисовывается нетривиальность его научного пути, беспристрастно оценивается отфильтрованный временем вклад в мировой свод знаний. Сегодня, без всякого сомнения, можно назвать этот вклад во многом пионерским, открывшим новые пути в различных направлениях научных исследований.

Илья Михайлович родился 23 (10) октября 1908 года в Петербурге в семье, давшей русской культуре несколько выдающихся деятелей. В 1926 году он поступил в Московский университет. После окончания университета (1930) Илья Михайлович в течение нескольких лет работал в лаборатории А.Н.Теренина в Государственном оптическом институте (Ленинград), занимаясь изучением фотохимических реакций оптическими методами. Его работы в этом направлении выделялись изяществом и оригинальностью методики, исчерпывающим анализом экспериментальных данных. Они послужили основанием для присуждения двадцатишестилетнему И.М.Франку докторской степени.

В 1934 году Илья Михайлович перешел в ФИАН - Физический институт имени П.Н.Лебедева, который возглавлял С.И.Вавилов. Понимая значение зарождавшейся в то время ядерной физики, С.И.Вавилов предложил группе молодых сотрудников, в том числе Илье Михайловичу, переключиться на эту новую область. Илья Михайлович - оптик по склонности, по образованию и по опыту работы - не без труда согласился и приступил к исследованиям в новом для себя направлении. Совместно с Л.В.Грошевым И.М.Франк начал работы по исследованию недавно открытого явления рождения электрон-позитронных пар под действием гамма-лучей, продолжавшиеся вплоть до 1939 года.

В группе сотрудников С.И.Вавилова.
Примерно в это же время П.А.Черенков под руководством С.И.Вавилова начал знаменитые исследования свечения жидкостей под действием радия (грамм радия был едва ли не основным богатством ФИАН). Как известно, П.А.Черенков обнаружил, что под действием гамма-лучей все исследованные им чистые жидкости испускают слабый свет. Серия различных экспериментов убедительно установила необычность свойств нового свечения. С.И.Вавилов показал, что оно вызывается электронами, выбитыми из атомов гамма-лучами, и не является люминесценцией. Природа его оставалась загадочной до 1937 года, пока И.Е.Тамм и И.М.Франк в работе, ставшей классической, не дали этому "свечению Вавилова-Черенкова" исчерпывающее объяснение.

Объяснение И.Е.Тамма и И.М.Франка было для того времени в высшей степени парадоксальным. Тогда всех гипнотизировали два вывода из теории относительности, выражавшиеся расхожими, но неточными фразами: во-первых, электрон не может двигаться быстрее света; во-вторых, равномерно движущийся заряд не излучает. Нужно было преодолеть психологический барьер, чтобы понять, что эти фразы, относящиеся к вакууму, не применимы к движению в преломляющей среде. В наше время трудно представить себе сопротивление, которое пришлось при этом преодолеть. Илья Михайлович близко стоял к опытам Черенкова и правильно оценил их достоверность. Здесь ярко проявились свойственные ему непредвзятость мысли, способность к глубокому физическому анализу, понимание тонкостей эксперимента, упорство в достижении цели, умение выделить основные, определяющие черты явления.

Вручение Нобелевской премии в столице Швеции Стокгольме.
Трудно переоценить важность этой работы, открывшей, по сути, новую область физики, которую можно назвать оптикой или электродинамикой релятивистски движущихся источников в преломляющей среде. Неудивительно, что за нее С.И.Вавилову, И.Е.Тамму, И.М.Франку и П.А.Черенкову в 1946 году была присуждена Государственная премия СССР, а в 1958-м И.Е.Тамму, И.М.Франку и П.А.Черенкову (С.И.Вавилова тогда уже не было в живых) - Нобелевская премия по физике. Однако и без ссылки на высокое официальное признание каждый физик знает, как значителен этот шаг в науке.

Следующий важный шаг в этой новой области исследований был сделан в совместной работе В.Л.Гинзбурга и И.М.Франка. Они рассмотрели поле равномерно движущегося заряда, проходящего через плоскую границу раздела двух сред с разными коэффициентами преломления. Было обнаружено, что при этом должно испускаться электромагнитное излучение, которое авторы назвали переходным. Оно было обнаружено на опыте лишь в конце 50-х годов, через десять лет после теоретического предсказания.

В последующие годы интерес к этому явлению неуклонно возрастал. Значение этого явления после разработки многих его разновидностей стало, пожалуй, сравнимым со значением эффекта Вавилова-Черенкова. Оказалось, что переходное излучение может служить эффективным средством для определения оптических свойств неоднородных сред, их поверхностей, а также для определения параметров излучающих частиц, например, энергии движущегося заряда. Пониманием основных особенностей излучения в неоднородных средах, в частности, слоистых, мы во многом обязаны И.М.Франку, давшему в своих работах простые и общие объяснения.

В последующие годы Илья Михайлович, не оставляя совсем своей любимой тематики, постепенно и, в определенной степени, под давлением государственных интересов все больше концентрируется на исследованиях в области ядерной физики. С 1946 года И.М.Франк - руководитель вновь созданной Лаборатории атомного ядра ФИАН. В этот период со всей остротой встали научные вопросы, связанные с решением атомной проблемы. Одной из важных задач в этой области, решением которой занялся Илья Михайлович с сотрудниками, являлось точное определение параметров уран-графитовых решеток и выяснение физических закономерностей переноса нейтронов в них. Новой идеей стало предложение Ильи Михайловича использовать в этих исследованиях импульсный источник нейтронов. Выполненные в 1954 году в ФИАН эксперименты показали высокую эффективность метода и привели к обнаружению ряда интересных закономерностей. Другой цикл работ был посвящен экспериментальному изучению реакций на легких ядрах, в которых испускаются нейтроны, изучению взаимодействия быстрых нейтронов с ядрами трития, лития и урана и изучению процесса деления.

Выполнение указанных исследований потребовало разработки ряда тонких и новых по тем временам экспериментальных методов. Этот цикл работ, выполненных под руководством Ильи Михайловича и отмеченных в 1953 году Сталинской премией, отличался высокой точностью, тщательностью и законченностью. Такой стиль работы он передал и своим ученикам, которые уже самостоятельно развили заложенные им направления исследований.

После организации в 1956 году в Дубне Объединенного института ядерных исследований было принято решение о создании Лаборатории нейтронной физики и строительстве импульсного реактора на быстрых нейтронах. Возглавить эту лабораторию было поручено Илье Михайловичу, и с тех пор он бессменно, в течение более тридцати лет руководил большим интернациональным коллективом, насчитывающим свыше шестисот человек. Интенсивные и плодотворные исследования на уникальном реакторе ИБР проводились в 60-70-е годы под руководством Ильи Михайловича и его талантливого, к сожалению, слишком рано ушедшего ученика и коллеги Федора Львовича Шапиро. Экспериментами был охвачен широкий круг задач ядерной физики с нейтронами, а также проведены пионерские исследования в физике конденсированных сред методом времени пролета. Кроме традиционных исследований в области нейтронной спектроскопии выполнены работы по фундаментальной ядерной физике. В частности, с помощью предложенного в ЛНФ оригинального источника поляризованных нейтронов получены уникальные результаты по свойствам ядерных сил и характеристикам высоковозбужденных состояний ядер - нейтронным резонансам.

В эти же годы был существенно модернизирован и сам ИБР - превращен в гибридный источник нейтронов, в котором электронный пучок, синхронизированный с вращением подвижной части активной зоны, инициировал мощный импульс нейтронов в подкритическом режиме реактора. После этого ИБР-30 (так он стал называться) превратился в самый мощный в Европе импульсный источник нейтронов. За эти работы И.М.Франку и руководимому им коллективу была присуждена Государственная премия СССР.


Волнующие дни пуска ИБР-2.

Развитие работ по физике конденсированных сред потребовало создания нового, более мощного источника нейтронов. Совместными усилиями ЛНФ и НИКИЭТ был спроектирован и в 1984 году запущен уникальный импульсный реактор ИБР-2. Его пиковая мощность достигала 1500 МВт, что сделало его мировым рекордсменом среди исследовательских реакторов по плотности нейтронного потока. Илья Михайлович Франк как директор ЛНФ с честью пронес тяжкий груз ответственности за создание и пуск ИБР-2. На этом реакторе еще при жизни Ильи Михайловича были развернуты широкие экспериментальные исследования, которые сделали ЛНФ ОИЯИ одним из ведущих мировых центров в области рассеяния нейтронов. Эффективность и универсальность ИБР-2 для физики конденсированных сред подтверждается тем, что последние годы в ЛНФ проводится глубокая модернизация исчерпавшего свой ресурс ИБР-2, и его преемник ИБР-2М, который вскоре вступит в строй, позволит в пользовательском режиме продолжить исследования на самом передовом мировом уровне.

С Нильсом Бором и Я.А.Смородинским в Дубне.
Основанная и выпестованная Ильей Михайловичем Франком Лаборатория нейтронной физики ОИЯИ стала одним из крупнейших в мире центров нейтронных исследований, диапазон которых очень широк и охватывает физику ядра, элементарных частиц, конденсированных сред, прикладные исследования. Все работы лаборатории постоянно находились в поле зрения Ильи Михайловича. В некоторых он принимал непосредственное участие, другие обсуждались с ним, и при этом он умел увидеть в привычных, казалось бы, вещах новые стороны и особенности явлений.

Много сил Илья Михайлович отдавал научно-общественной деятельности, которую начал еще в довоенные годы с обязанностей ученого секретаря Комиссии АН СССР по атомному ядру и продолжал, будучи председателем Научного совета АН СССР по физике атомного ядра. Педагогическая деятельность Ильи Михайловича на протяжении многих лет была связана с Московским университетом, где он заведовал кафедрой и читал лекции на физическом факультете. Заслуженной известностью пользовались Международные школы по нейтронной физике, проводимые раз в четыре года в ОИЯИ, бессменным организатором и руководителем которых был Илья Михайлович.

В весеннем саду.
В последние годы и даже месяцы жизни Илья Михайлович отдал много душевных сил воспоминаниям о своих учителях и коллегах. Яркая, мастерски написанная книга о С.И.Вавилове стала его последним обращением к будущим поколениям физиков.

Людям, знавшим Илью Михайловича маститым научным мэтром, трудно представить себе, что он, будучи вместе с братом Глебом Михайловичем участником знаменитых предвоенных научных экспедиций, более десяти раз поднимался на вершину Эльбруса для проведения научных исследований. Илья Михайлович был тонким знатоком литературы, настоящим любителем природы - в стекле окна его рабочего кабинета было круглое отверстие для птиц, которые доверчиво прилетали к нему...

Илья Михайлович Франк оставил глубокий неизгладимый след в науке, в жизни его учеников и коллег. Мировая известность и научные достижения Ильи Михайловича - это предмет гордости в советской и российской науке.

Материал подготовлен дирекцией ЛНФ


 Редакция Веб-мастер ЯРЮРХЯРХЙЮ