4 октября исполняется 105 лет со дня рождения выдающегося физика Виталия Гинзбурга. Лауреат Нобелевской премии «за пионерский вклад в теорию сверхпроводников и сверхтекучих жидкостей», он был также создателем научных школ по космофизике, физике твердого тела и радиофизике, автором около 400 научных статей, 12 монографий, множества популярных книг и публикаций, академиком АН СССР, РАН и членом девяти иностранных академий.
Он родился в 1916 году в Москве в семье инженера. До 11 лет получал домашнее образование, потом поступил в четвертый класс семилетки, по окончании которой продолжил учебу в фабрично-заводском училище, а после занимался самообразованием, работая лаборантом в рентгенологической лаборатории. Потом были безуспешные экзамены в МГУ (с математикой у Виталия были проблемы) и поступление на заочное отделение физфака. Однако второй курс он уже слушал как студент-очник.
МГУ окончил с отличием в 1938 году и был оставлен в аспирантуре на кафедре «Оптика». Три первые статьи по теоретической физике Гинзбург опубликовал уже на следующий год, они же составили основу его кандидатской, которую он защитил в 1940 году — в 24 года (спустя два года он станет доктором, защитив диссертацию по теории частиц с высшими спинами). Тогда же он поступил на работу в ФИАН, с которым будет связана вся его дальнейшая жизнь…
Больная тема
Природой сверхпроводимости, не имевшей в то время объяснения и принесшей физику много лет спустя Нобелевскую премию, Гинзбург заинтересовался еще в 1943 году.
— Одни его работы в этой области уже сделали ему имя в мировой физике, — говорит историк науки Сергей Александров. — Ведь сверхпроводимость — это проблема передачи и хранения энергии, одна из самых больных тем современной науки и техники. Скажем, если налить в бак бензин, он там будет сколько угодно долго находиться. А электричество из любого аккумулятора со временем уходит. Да даже если по проводам его куда-то далеко передавать — все провода имеют сопротивление и, следовательно, тоже теряют ток. Все механизмы электрические тоже имеют сопротивление, поэтому они греются. Но вот если их сделать сверхпроводящимися, сопротивления там не будет, соответственно, греться они не будут, и вся энергия будет уходить в дело. Заслуга Гинзбурга в том, что он создал теорию, по которой можно определить, как и что делать, чтобы добиться такого эффекта. И именно благодаря ему сегодня уже существуют электродвигатели, трансформаторы, электромагниты со сверхпроводящими свойствами. Но главная проблема в том, что сверхпроводимость в обычных металлах возникает при очень-очень сильном охлаждении. Почти до абсолютного нуля. Но с 1980-х годов, опираясь на работы Гинзбурга, ученые начали создавать композиционные материалы (в основном на основе керамики), которые уже обладали функцией сверхпроводимости при гораздо более высоких температурах. Скажем, не при минус 250 градусах, а при минус 100 — это на самом деле был колоссальный рывок. Сейчас уже есть прикидки, как сделать сверхпроводящие материалы, «работающие» при комнатной температуре, правда, пока это еще очень дорогое удовольствие.
при поддержке Гинзбурга — для исследования широких
атмосферных ливней, возникающих при взаимодействии первичных
космических частиц энергии с ядрами атомов воздуха. 1982 год. Фото: енисов Роман/Фотохроника ТАСС
Для бомбы и космоса
В 1950 году коллеги Гинзбурга физики Игорь Тамм и Андрей Сахаров уехали в Арзамас-16 «делать бомбу», а Виталий Лазаревич из-за того, что его вторая жена в то время находилась в ссылке (обе женщины, кстати, тоже были физиками), остался в Москве.
Несмотря на это, работа кипела и там, и здесь. Так, Гинзбург предложил использовать вместо дейтериевотритиевой смеси (как у американцев в их водородном устройстве Mike, прозванном «колбасой») литий-6, который при бомбардировке нейтронами расщепляется на гелий и тритий, высвобождая большое количество энергии, а Сахаров — чередовать в бомбе слои урана и топлива синтеза.
— За это Гинзбург получил орден Ленина и Сталинскую премию первой степени, — объясняет Александров. — Потому что на самом деле «слойка» Сахарова, кроме первых образцов, больше нигде не применялась, в отличие от схемы Гинзбурга.
20 августа 1953 года СССР объявил об успешном испытании водородной бомбы, что стало триумфом русских ученых в соревновании с коллегами из США. Американский аналог был размером с трехэтажный дом и весил 54 тонны.
Наш — весил 7 тонн и запросто входил в люк бомбардировщика Ту-16. Новое оружие не только стало мощным аргументом СССР на политической арене, но и дало старт развитию космонавтики. Разработанная для переноса бомбы ракета вывела в итоге на орбиту первый искусственный спутник, доставила в космос Юрия Гагарина и нашу межпланетную станцию — на Луну.
Священный Грааль
Через 13 лет академик Гинзбург станет уже лауреатом Ленинской премии — за объяснение некоторых процессов, происходящих в глубинах Вселенной.
…В августе 1912 года австрийский физик Виктор Гесс поднялся на воздушном шаре, чтобы измерить естественную радиоактивность Земли, которая, как считалось, должна была по мере отдаления от нее уменьшаться. Но произошло прямо противоположное: она стала расти. Так было обнаружено излучение, которое приходит на Землю из космоса. И именно Гинзбург в итоге разработал теорию происхождения космических лучей. И не только рассмотрел их образование, но и изучил их химический состав и превращения, которые испытывают частицы, блуждая по космосу, а также указал на механизмы космического ускорения тяжелых ионов.
— Космические лучи были этаким Священным Граалем физики первой половины ХХ века, — продолжает Сергей Александров. — И Гинзбург стал одним из теоретиков рентгеновской и гаммаастрономии. Например, наша орбитальная астрообсерватория «Спектр-рентген-гамма», которая сейчас летает, — это реализация его идей. Граалем же космолучи назвали потому, что их частицы обладают такой энергией, которую нельзя сейчас получить на Земле ни на одном, самом мощном ускорителе. Причем ускорители стоят очень дорого, а тут, что называется, все бесплатно. Представляете, что получится, если удастся обуздать такую силищу? Можно будет найти неисчерпаемые источники энергии, гораздо более эффективные и крутые, нежели атомные. И если когда-нибудь это произойдет, в этом тоже будет заслуга нашего ученого.
А заслуг у Виталия Гинзбурга не занимать. Одни его знаменитые семинары в ГАИШ и ФИАН чего стоят! Первый был посвящен астрофизике, всегда проходил в переполненном зале, и сделать на нем доклад считалось для астрономов большой честью. Второй вообще стал выдающимся событием в научной жизни ХХ века, превратившись в свое образный клуб физиков, — ученые, живущие в других городах, специально подгадывали даты своих командировок так, чтобы оказаться в Москве именно в среду, на семинаре Гинзбурга.
Здесь блистали научной мыслью и его многочисленные ученики — академики Келдыш, Железняков, Гуревич, Фрадкин, члены-корреспонденты РАН Киржниц, Силин, доктора наук Максимов, Болотовский, Жарков… Все те, кто составил в итоге цвет и гордость отечественной науки. И кто, по примеру своего учителя, не просто любил физику, а жил ею.
РЕКОРДЫ
В октябре прошлого года международная группа ученых сообщила о создании сверхпроводника, способного работать при комнатной температуре. Углеродистый гидрид серы делает это при плюс 15 °C. Однако для этого его нужно превратить в порошок под давлением почти в 270 гигапаскалей (примерно в 2,6 млн земных атмосфер). Пока ученые не знают, как наладить его производство в больших количествах, да и с его точной молекулярной структурой пока не разобрались. До этого рекорд самой высокой температуры принадлежал лаборатории Михаила Еремеца в Институте химии Макса Планка в Майнце. Она сообщила о сверхпроводимости супергидрида лантана при температурах от минус 23,3 до минус 13,3 °C.
