Флуктоны академика Блохинцева

Творческая активность Дмитрия Ивановича Блохинцева не угасала до последних дней его жизни.
Фото Юрия Туманова (ОИЯИ)

Имя выдающегося ученого XX века Дмитрия Ивановича Блохинцева неразрывно связано c развитием многих областей современной физики, с созданием первой в мире атомной электростанции, с организацией в нашей стране Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ). Этот международный институт сыграл огромную роль в развитии фундаментальных исследований и в подготовке научных кадров у нас в стране и в странах – участницах ОИЯИ.

Из аспирантов – в доктора наук

Родился Дмитрий Иванович Блохинцев в Москве в январе 1908 года. Сильное влияние на него еще в юности оказало знакомство с трудами Константина Циолковского, а в дальнейшем – личная переписка с ним. От Циолковского Дмитрий Иванович воспринял его стремление к целостному мировосприятию с неизменным преклонением перед красотой и гармонией мира. Именно по этой причине, подчеркивал он, Циолковский никогда не употреблял таких словосочетаний, как «завоевание» или «покорение» космоса, а всегда говорил о его освоении.

Окончив Московский промышленно-экономический техникум, Дмитрий Блохинцев готовился к поступлению в Военно-воздушную академию. Но в это время ему стали известны знаменитые опыты Резерфорда по расщеплению атомных ядер. Именно это и направило интересы молодого исследователя в сторону атомной физики, определив его дальнейший путь в науке. В 1926 году он поступает на физический факультет МГУ, где слушает лекции выдающихся ученых Л.И.Мандельштама, С.И.Вавилова, Н.Н.Лузина, И.Е.Тамма. То были годы становления квантовой механики и объяснения на ее основе многих загадочных, с классической точки зрения, физических явлений.

Уже первые работы Дмитрия Ивановича были отмечены глубоким проникновением в физическую суть рассматриваемых проблем. Он вычисляет работу выхода электронов из металла, что дало ему возможность объяснить аномальные магнитные свойства двухвалентных металлов (1932); открывает нелинейную зависимость излучаемого атомом света от интенсивности падающего в присутствии сильного переменного магнитного поля (1933). Этот эффект фактически стал первым исследованием по нелинейной оптике, получившей впоследствии столь существенное развитие. За аспирантскую работу в 1934 году Блохинцев получил степень доктора наук.

Глубокое понимание законов квантовой физики и способность предвосхищать дальнейшие направления в развитии науки ярко проявились в работе молодого ученого, посвященной расчету смещения спектральных линий, вызванному обратным действием поля излучения (1938). Работа, по существу, содержала в себе теорию лэмбовского сдвига, открытого лишь десять лет спустя. К сожалению, это важное открытие Дмитрия Ивановича не было по достоинству оценено современниками, а статья была отклонена редакцией Журнала экспериментальной и теоретической физики (ЖЭТФ), которая посчитала расчеты «необоснованными». Работа стала известна физической общественности только в 1949 году, благодаря обзору Я.А.Смородинского в «Успехах физических наук» (1949. Т. 39. С. 325).

В 1935 году Блохинцева избирают профессором кафедры теоретической физики физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, и с этой поры до последних дней жизни его педагогическая деятельность неразрывно связана с Московским университетом. Особое место среди фундаментальных теоретических курсов, прочитанных Блохинцевым, занимает курс квантовой механики, составивший основу первого в мире университетского учебника. Эта работа с 1944 года выдержала семь изданий в нашей стране и более 16 изданий в других странах на девяти языках. За учебник «Основы квантовой механики» автору была присуждена Государственная премия СССР (1952).

В предвоенные годы внимание Дмитрия Ивановича было сосредоточено на принципиальных вопросах квантовой механики. Он – автор концепции квантовых ансамблей. На этой основе им разработана трактовка волновой функции как объективной характеристики квантового ансамбля и выявлена особая роль классического измерительного прибора в квантовой механике. Результаты этих исследований обобщены в его монографиях «Принципиальные вопросы квантовой механики» (1966) и «Квантовая механика. Лекции по избранным вопросам» (1981).

От шума – к атому

В годы войны ученый переключился на оборонную тематику. Существовавшая в то время теория акустических явлений ограничивалась лишь линейным приближением в описании распространения звука в однородной и неподвижной среде. Блохинцев, исходя из общих уравнений гидродинамики, получает основные уравнения акустики для общего случая («уравнения Блохинцева»). Им разрабатывается теория генерации шума (например, пропеллером) и средств его приема – это составляет основу методов акустического обнаружения самолетов и подводных лодок. За эти работы, составившие монографию «Акустика неоднородной и движущейся среды» (1946), Блохинцев был награжден орденом Ленина. Сейчас редкая работа по физике шума, например, внутри салона современного пассажирского лайнера, или шума, генерируемого реактивной струей, обходится без ссылок на эту книгу.

Начиная с 1947 года Дмитрий Иванович активно включился в работы по ядерной проблеме, возглавляемые Игорем Курчатовым.

В 1950 году Блохинцева назначают первым директором созданного незадолго до этого Физико-энергетического института в Обнинске. В выступлении на юбилейной конференции, посвященной 75-летию Дмитрия Ивановича Блохинцева, директор ФЭИ профессор А.В.Зродников отмечал: «Блохинцев стал первым научным директором, поскольку два предыдущих руководителя были сотрудниками 9-го Управления МВД, и направления научных исследований определялись в основном немецкими специалистами, приглашенными в 1945–1950-х годах на работу в СССР. С приходом Дмитрия Ивановича Блохинцева в ФЭИ закончился «немецкий» период работы института». В 1955 году за создание АЭС Блохинцев удостаивается (в составе авторского коллектива) Ленинской премии, а в 1956-м – звания Героя Социалистического Труда.

Реакторы привлекали внимание Блохинцева не только как энергетические установки, но и как мощные источники нейтронов для самых разнообразных научных исследований. Он один из авторов выдающегося изобретения – импульсного быстродействующего реактора (ИБР), мощность импульса которого при малой средней мощности не уступает самым большим реакторам постоянного действия. Первый реактор такого типа, ИБР-1, сооружен и запущен в Дубне в Лаборатории нейтронной физики в 1960 году.

Физика всюду

В 1956 году по инициативе правительства СССР в Дубне организуется Объединенный институт ядерных исследований. Комитет полномочных представителей правительств 11 стран – участниц ОИЯИ единогласно избирает Дмитрия Блохинцева первым директором института. К работе в ОИЯИ им были привлечены крупнейшие ученые из Советского Союза и стран-участниц (Н.Н.Боголюбов, М.А.Марков, И.М.Франк, Г.Н.Флеров и др.). Дополнительно к двум уже существовавшим в Дубне лабораториям – ядерных проблем и высоких энергий – были созданы три новые: Лаборатория ядерных реакций, Лаборатория нейтронной физики и Лаборатория теоретической физики, причем две последние – по инициативе Блохинцева.

За время его пребывания на посту директора (1956–1965) институт оформился организационно, стал крупнейшим международным научно-исследовательским центром.

В последующие годы (1965–1979) Дмитрий Иванович возглавлял Лабораторию теоретической физики и внес весомый личный вклад в обретение ею мирового научного авторитета. В 1957 году, основываясь на опытных данных группы М.Г.Мещерякова, Блохинцев выдвигает и разрабатывает идею флуктуации плотности ядерного вещества. «Флуктоны Блохинцева» способны как единое целое воспринимать большой импульс налетающей частицы. Сегодня эти исследования выросли в быстроразвивающееся направление – релятивистскую ядерную физику.

В 1960 году ученым была выдвинута идея существования нескольких вакуумов в квантовой теории поля и спонтанного перехода между ними. Это направление интенсивно разрабатывается в современных единых теориях поля и элементарных частиц.

Творческая активность Дмитрия Ивановича Блохинцева не угасала до последних дней его жизни. Обратившись снова к нейтронной физике, он исследовал проблему аномально малого времени удержания ультрахолодных нейтронов (УХН) и предложил свой механизм, объясняющий этот эффект – нагревание УХН адсорбированным поверхностью сосуда водородом. Этот механизм нашел экспериментальное подтверждение.

Дмитрий Иванович был оригинальным поэтом и художником, его картины демонстрировались на выставках. «Творчество, – говорил Дмитрий Иванович, – это не волевой акт, но особое состояние духа и разума, вовлекающее в процесс эмоциональные и эстетические переживания».