М. Г. Мещеряков и его время

Предсказан был и антипротон, в расчёте на открытие которого, в частности, строился наш знаменитый синхрофазотрон. Наука во многом состоит из гипотез. Не принимая ничего на веру, невозможно продвигаться вперёд. Если бы антипротон не был обнаружен в экспериментах Чемберлена и Сегре на ускорителе в Беркли в 1955 году, пришлось бы перестраивать всё здание теоретической физики.

Предсказанные Я. Б. Зельдовичем в 1959 году оптические свойства нейтрона, были экспериментально подтверждены в 1968 году в ЛНФ под руководством Ф. Л. Шапиро. Предсказанный Зельдовичем гелий-8 был обнаружен Ю. А. Батусовым и другими. Примеры можно множить и множить. Переворота в науке такие открытия не делают, но они — её неотъемлемая часть, без них нельзя идти дальше. Все открытия сверхтяжёлых элементов, например, ожидаемые и предсказанные. Физики иногда называют занятия подобные синтезу сверхтяжёлых элементов зоологией. Что, конечно, не должно бросать тень на лабораторию Флёрова — единственную в Институте, которая продолжает выдавать всё новые и новые научные результаты мирового уровня.

Не предсказанным в строгом смысле этого слова, его ожидание не было облечено в математические одежды, стало открытие протонной радиоактивности, сделанное в 1962 году группой В. А. Карнаухова. О возможности такой радиоактивности говорили ещё во времена Резерфорда, а открыли через тридцать с лишним лет. Да, это явление возможно, пусть, но как его обнаружить? При каких условиях, в чём оно проявляется? Как говорил учитель наш Дмитрий Иванович Менделеев, сказать всё можно, а ты пойди демонстрируй!

В каждом открытии неизбежен элемент новизны. Чем больше новизны, тем крупнее открытие. Ещё лучше, если оно не укладывается в рамки существующих представлений и даже противоречит им. Наука — это решение головоломок. Так учит нас Томас Кун. Если решение головоломки не находит решения в существующей парадигме, значит, рано или поздно, начинается ломка самой парадигмы, в науке наступает смена парадигм. Когда она затрагивает основы физики, это уже научная революция. Но смена представлений в достаточно узкой области — тоже маленькая революция.

Настоящие открытия всегда неожиданны. Неожиданным, и не только для учёных, стало открытие рентгеновских лучей, открытие радиоактивности, сверхпроводимости и сверхтекучести; лазеры ожидались (вспомним "Гиперболоид инженера Гарина"), но оказались совсем другой природы.

В Дубне неожиданным оказалось открытие аномального америция. На него наткнулись, пытаясь синтезировать 104-й. Его открытие не только затмило синтез 104-го, которого удалось добиться только через несколько лет, но и открыло новую главу в ядерной физике и синтезе сверхтяжёлых элементов, приведя к предсказанию "острова стабильности". Другим неожиданным открытием, также перевернувшим страницу в ядерной физике, стало открытие флуктонов, обнаружение кластеров ядерной материи. М. Г.Мещеряков известен в основном как основатель научной Дубны, под руководством которого за два с половиной года был построен самый крупный в мире ускоритель своего времени. Как физик он известен меньше. В этом году исполняется 100 лет со дня его рождения, и самое время вспомнить о его вкладе в ядерную физику. Конечно, он был больше организатор, чем исследователь. Но когда даже физики в Дубне говорят, что МГ как физик им неизвестен, это уже чересчур.

В середине 50-х годов в лаборатории ядерных проблем под руководством М. Г. Мещерякова было открыто никем не предсказанное выбивание дейтронов из атомных ядер, что в свою очередь подтолкнуло к развитию представлений кластерах ядерной материи — флуктонах. Это было первое открытие, сделанное в ОИЯИ. Предоставим слово одному из его авторов.

В. П. Зрелов: "Пожалуй, здесь необходимо сказать о первых экспериментальных исследованиях Г. А. Лексина, послуживших своего рода прологом к открытию флуктонов".

В 1953 году Михаил Григорьевич стал профессором Московского университета, и у него завелись аспиранты. Лексин был первым. Штрих к научной биографии Георгия Александровича Лексина. По окончании физфака МГУ он собирался в аспирантуру к И. М. Франку. Может быть, делал у него дипломную работу? Но Илья Михайлович посоветовал молодому человеку ехать к Мещерякову, "на Волгу": там всё большое. В этом Лексин вскоре убедился сам. Ожидая у дома учёных на Кропоткинской своего будущего научного руководителя, он увидел перед собой крупного человека, "с харизмой руководителя, как теперь говорят", который пригласил его в солидный, не менее крупных габаритов ЗИМ.

Научный руководитель — это не директор. Тут чувствуются университетские свободы. В. И. Гольданский, работавший в Дубне, когда её ещё не было на карте, подметил в характере МГ интересную особенность. С подчинёнными Михаил Григорьевич неизменно держал дистанцию. Но если человек не подчинялся ему административно, МГ вёл себя совершенно иначе: беседы с такими людьми были для него психологической разгрузкой. Михаил Григорьевич уважал власть. Он умел приказывать, умел исполнять приказы. Но когда субординация исчезала, казалось, что это совсем другой человек.

В первом аспиранте МГ нашёл благодарного слушателя. Расспросив для начала его о дипломной работе, остальную часть пути Михаил Григорьевич сам рассказывал — "о подвигах, о доблести, о славе". О Берии, который выбрал место, о заключённых, которые рыли дренажные канавы...

В будущей Дубне всё действительно оказалось большое, за исключением самой Дубны. Всё было рядом: теннисные корты, гостиница, особняк Мещерякова, чуть дальше — административный корпус. Героический период был позади, мировая слава Дубны была в будущем. Самой Дубны не было на карте. Не было и названия. Не было даже органов местного самоуправления, они появились через год, и Михаил Григорьевич, конечно, вошёл в исполнительный комитет, где его часто критиковали. Из устных воспоминаний Г. Н. Тентюковой, в то время выпускницы Ленинградского университета: "Первое впечатление — город очень молодой, в основном наши ровесники, и два старичка, которым за сорок, Мещеряков и Джелепов, они нам тогда старыми казались... Бараки, колючая проволока... Страсти какие!".

Сотрудников и аспирантов Михаил Григорьевич опекой не докучал. Познакомил Лексина с сотрудниками сектора, определил тему диссертации, выделил время на ускорителе, положил оклад. Дальше действуй сам, на свой страх и риск. Михаил Григорьевич с молодыми сотрудниками не нянчился. Взять хотя бы такой случай. Встретив в коридоре одного такого молодого сотрудника, МГ поинтересовался, есть ли трудности. Трудности были. Выслушав подробный рассказ, МГ сказал: преодолевайте трудности — и пошёл дальше. Помощи никакой, но воспитательный аспект беседы очевиден.

Теперь Лексин был в штате, МГ снова застёгнут на все пуговицы, никаких задушевных бесед, никаких воспоминаний о Бикини, все разговоры с научным руководителем — исключительно делового характера. Когда Лексин увидел самый большой в мире ускоритель, он уже не был самым большим, но продолжал работать на высоких энергиях. Это определило всю дальнейшую судьбу самого Лексина: всю жизнь он работал на высоких энергиях — и с полной отдачей.

...Мало было изучать научную литературу, нужно было ещё и паять, монтировать, испытывать, постоянно что-нибудь поднимать и перетаскивать с места на место. Таковы были будни дипломников и аспирантов ГТЛ (позднее — ИЯП АН СССР). Отдых: Волга, природа, походы, киносеансы в клубе ГТЛ, где без Мг не начинали...

Классический сюжет из научной жизни: профессор даёт аспиранту задание, а сам уезжать отдыхать в Крым. Вернувшись, загорелый профессор узнаёт, что его бледный аспирант наткнулся на неожиданный результат. Нечто подобное случилось и с аспирантом Лексиным. С той лишь разницей, что профессор Мещеряков никуда не уезжал. Важно другое: неожиданный результат Лексин получил самостоятельно. Опёки со стороны МГ не было никакой.

Г. А. Лексин: "В качестве диссертационной работы Михаил Григорьевич предложил мне измерить сечения упругого протон-дейтронного и квазиупругих протон-протонного и протон-нейтронного рассеяний на дейтроне. Такие эксперименты делались ранее при энергии 460 МэВ. При этом при больших начальных энергиях упругое pd-рассеяние измерялось только на малые углы в области дифракционного пика. Я тоже методом сопряженных телескопов выполнил соответствующие измерения, но, так сказать, из "чувства полноты коллекции" продвинулся в область больших углов рассеяния протонов, когда дейтрон, как целое, должен был вылетать вперед. Такой процесс был обнаружен, но шёл с малой вероятностью. Статистику хотелось бы увеличить, но необычный эффект был виден: частица с энергией связи порядка 2,3 МэВ не разваливалась при передаче ей импульса около 1 ГэВ. Была написана статья, в авторы которой я, естественно, включил своего руководителя. Михаил Григорьевич отказался ее подписать, но не препятствовал опубликованию. Он собрал группу сотрудников без моего участия, и они другим методом — импульсным анализом частиц, вылетающих их ядер под определенным углом, — подтвердили найденный эффект и нашли процесс квазисвободного выбивания дейтронов из ядер".

Достаточно перейти в систему отсчёта связанную с налетающим протоном, и явление, обнаруженное Лексиным, предстанет как кумулятивный эффект — явление, которым займутся вплотную в 70-е годы. Именно в этом направлении он и продолжал думать. Он попробовал найти рассеяние протонов назад на ядрах углерода. Если бы такие протоны были обнаружены, это бы означало, что ядро углерода, как и ядро дейтерия, участвует в упругом столкновении как целое. Но такой эффект обнаружен не был. Два раза одна и та же удача не идёт в руки.

В. П. Зрелов: "Отрицательный результат эксперимента Г. А. Лексина скорее всего привёл бы к прекращению и даже своего рода "табу" на попытки обнаружить таким способом компактные внутриядерные ассоциации. Однако ситуация изменилась совсем неожиданно. Как-то, просматривая январский журнал "Phisical Review" 1956 года, я натолкнулся на статью Силова, в которой он сообщал о наблюдении при энергии протонов ~ 95 МэВ так называемого "пикап-процесса", то есть, "подхвата" налетающим протоном периферийного нейтрона ядра-мишени с образованием дейтрона. Эти дейтроны образовывали компактную группу у высокоэнергетичной границы спектра. Мне пришла в голову мысль: "Не происходит ли что-либо подобное при наших энергиях?". С этим я и пришёл к М. Г. Он тоже заинтересовался этой статьёй... Вызвал только что пришедшего в нашу группу выпускника Московского университета Л. С. Ажгирея и поручил ему просмотр этого участка спектра, что он и сделал".

При анализе уже положенных на полку результатов предыдущих измерений оказалось, что "в хвостовой части импульсного спектра протонов... отчётливо обозначился пик неизвестного происхождения".

В. П. Зрелов: "М. Г. немедленно созвал группу и организовал своего рода "мозговую атаку"... Срочно было запрошено время на ускорителе, и первые же контрольные опыты показали, что это — дейтроны. Ни одним из известных процессов их появление объяснить не удалось, и кто-то высказал предположение, что они могли образоваться в результате рассеяния протонов на квазидейтронах внутри ядер. Эта гипотеза была тщательно проверена в серии сравнительных опытов по рассеянию протонов на свободных дейтронах и ядрах. Стало ясно, что протоны с энергией в 675 МэВ выбивают из различных ядер (Be, Li, C, O) наиболее слабосвязанные ядра — дейтроны. Это было крайне неожиданно, так как в то время господствовало мнение, что упругие и неупругие процессы взаимодействия быстрых протонов происходят с отдельными нуклонами, входящими в состав ядер. Я вспоминаю, с каким задором и увлечением Михаил Григорьевич... подолгу находился вместе с нами в радиоактивной зоне вблизи синхроциклотрона, участвуя в сборке головной части магнитного спектрометра и защитной стенки, а затем подолгу просиживал с нами в процессе измерений... Глядя на пересчётный прибор, он произносил:

— Ну, сколько там набросало?".

Г. А. Лексин: "Хорошо запомнился волнующий момент: МГ позвал меня в свой кабинет, разложил на столе большой лист миллиметровки, где были сопоставлены данные об обратном протон-дейтронном рассеянии, и, сперва прикрыв рукой точку, сказал: "Ну, посмотрите: вот — Ваша точка, а вот — наша". Они были близки...".

В. П. Зрелов: "Д. И. Блохинцев, тогда уже директор ОИЯИ, заинтересовался обнаруженным эффектом и на семинаре, который состоялся в кабинете у М. Г. Мещерякова, сказал, что это похоже на "ядерную опалесценцию", "замутнение" ядерной материи. Вскоре он выдвинул свою флуктуационную теорию этого эффекта... Первое своё сообщение об открытии М. Г. Мещеряков сделал на II сессии Ученого совета ОИЯИ 17 мая 1957 года, то есть это было первое открытие, сделанное в ОИЯИ, причём в лаборатории, являющейся прародительницей ОИЯИ".

Наука наукой, а жизнь брала своё: подошло время, и молодые сотрудники один за другим обзаводились семьями. У Лексина родился сын, Лексин-младший.

— Женятся тут направо и налево, а кто работать будет? — спрашивал МГ. Но аспиранта-первенца он не забыл: перевёл в научные сотрудники и повысил оклад. Казалось бы, простая штука — а вдруг повеяло теплом...

А вот ещё сюжет, на тему "МГ и дети". Рассказывает Г. А. Лексин: "МГ меня и всех своих сотрудников всегда звал по имени-отчеству. Говорил неспешно, немного театрально, чуть растягивая слова. Характерное начало: "Ну, послушайте...". Фольклор: идёт МГ по пляжу вдоль Волги, маленькие мальчишки кидают в воду камешки.

— Ну, послушайте, что вы тут делаете?

— Камешки кидаем, дяденька.

— Ну, продолжайте кидать".

Хозяин!

В. П. Зрелов: "...Только спустя 10 лет американская группа физиков в опытах на Брукхейвенском космотроне при энергии 1 ГэВ полностью повторила наши результаты. К началу 70-х годов эффект прямого выбивания дейтронов был многократно экспериментально подтверждён. В 1975 году я предложил М. Г. Мещерякову подать заявку о регистрации этого эффекта как открытия. Оформление длилось очень долго, около 4-х лет. 29 ноября 1979 года всем соавторам (Л. С. Ажгирей, И. К. Взоров, В. П. Зрелов, М. Г. Мещеряков, Б. С. Неганов, А. Ф. Шабудин) выдали дипломы об открытии ? 221 под названием "Явление прямого выбивания дейтронов из атомных ядер нуклонами высоких энергий".

Воспользуемся оборотом В. П. Зрелова: своего рода эпилогом к этому открытию стала теоретическая работа А. В. Ефремова, который в 1975 году впервые описал флуктоны как многокварковые образования.

Такова история первого открытия в ОИЯИ, изменившего представление о структуре атомного ядра и в свою очередь открывшего новое направление исследований в ядерной физике. Позднее, с появлением более совершенной электроники, удалось обнаружить выбивание более тяжёлых кластеров из лёгких ядер, а также выбивание дейтронов из алюминия, меди и даже свинца. Остаётся добавить, что изучением ядерных кластеров занимаются в мире до сих пор.

Что касается первого наблюдения Г. А. Лексина, то уже признано, что именно он первым наблюдал кумулятивный эффект, открывший новое направление исследований — релятивистскую ядерную физику.