Размышления о физиках. Из рассказов бывалого фиановца

Юрий Александрович Захаренков больше двадцати лет трудился в ФИАНе под руководством академика Басова, проводя эксперименты по взаимодействию мощного лазерного излучения с твердыми мишенями. Там же защитил кандидатскую диссертацию в 1978 году. В 1991–1992 годах работал в Великобритании, в Резерфордовской лаборатории и Эссекском университете. С 1992 года — в США, в Лоуренсовской лаборатории в Ливерморе, в телекоммуникационных стартапах Кремниевой долины и в компании Raytheon в Лос-Анджелесе. Сейчас — на заслуженном отдыхе. Продолжаем публикацию его воспоминаний и размышлений¹.

Кем быть физику сегодня? Углубиться в проблемы фундаментальные, искать, например, решение загадки квантовой гравитации или, вооружившись современными технологиями, добывать знания в лабораторных экспериментах, способствовать их применению в устройствах, так необходимых обществу?

Правильнее было бы спросить: какие они, современные физики? Что изменилось в их облике с приходом нового тысячелетия?

Еще пятьдесят лет назад можно было говорить о гигантах физики, изобретавших новые понятия и теории для объяснения появлявшихся в экспериментах и наблюдениях эффектов, о «просто великих» ученых, развивавших эти теории, или о прикладнмках, изобретателях, экспериментаторах, работавших с «железом». Затем фундаментальные проблемы физики переместились в просторы Вселенной, фокус сместился на астрофизику с ее огромными пространственно-временными масштабами и в микромир (с субатомными размерами элементарных частиц). Написаны тысячи статей, математически описывающих процессы, недоступные для экспериментальной проверки. С другой стороны, многократно возросла потребность в прикладных исследованиях, способных напрямую влиять на повышение уровня жизни (экология, энергетика, кибернетика, телекоммуникации, медицина и т. д.). В этих направлениях также необходимо решать сложные задачи, связанные с изучением физических процессов (управляемая термоядерная энергия, лазеры, полупроводниковые устройства, новые материалы и т. д.). Таким образом, в понятии «физик» сошлись существенно отличающиеся и, что важно, не пересекающиеся определения.

За время моего активного участия в экспериментальных исследованиях в ряде передовых лабораторий мира я познакомился со многими талантливыми учеными, своими глазами наблюдал за ходом научного прогресса и его поддержкой со стороны как государственных, так и частных организаций. Мне показалось интересным посмотреть на этот пройденный путь и представить некий собирательный образ современного физика. Разумеется, это больше мое субъективное восприятие, не претендующее на какое-либо историко-философское обобщение.

Задумал я этот рассказ, в какой-то момент удивившись, почему среди моих близких друзей заметно больше физиков-теоретиков, чем экспериментаторов, хотя сам я экспериментатор с полувековым стажем. Другая кадровая загадка — успешные физики-организаторы. Лишь совместными усилиями все эти три «сословия» двигают науку. С присущей физикам скромностью начну с себя, которого знаю лучше других.

Начало пути в физику

Вопрос «кем быть?» мучил меня недолго. В школе закрытого городка Челябинск-70, в которой я учился вместе с детьми ученых и конструкторов, посвятивших себя созданию атомного щита (он же и меч), авторитет физики от теории до технического воплощения был чрезвычайно высок. Наши родители считали, что своим трудом обеспечивают мирную жизнь страны после недавно пережитой ужасной войны. И такой настрой они воспитывали в своих детях.

Многие мои одноклассники, закончив московские вузы (МИФИ, МФТИ), вернулись на Урал, чтобы продолжать дело своих родителей. А я еще в школе решил никогда не участвовать в разработке ядерных вооружений. Мой отец, ветеран военно-ядерной отрасли СССР, не заманивал меня на работу в свое КБ (как он сделал с моим старшим братом) и с восторгом рассказывал о своих встречах с известными физиками. По-видимому, наблюдая, как я прилежно учусь в школе, он решил предоставить мне свободу выбора. А я прочитал книгу об американском физике-эксперименаторе Роберте Вуде и был очарован тем, с каким искусством и выдумкой он использовал привычные нам вещи для изготовления инструментов и приборов (например, загнал кошку в найденную им на улице трубу для своего телескопа, чтобы она ее прочистила). Или как позже он убедил судью, что благодаря движению навстречу светофору цвет от красного становится зеленым, потому правила он не нарушил (конечно, он не сказал, какая нужна скорость для того, чтобы проявился эффект Доплера, иначе ему бы выписали штраф за быструю езду). Не удивительно, что заманивала меня именно экспериментальная физика, я ведь с детства мечтал быть шофером, копаться в двигателе, что-то там настраивать. К тому же работа теоретика казалась мне скучной, а способностей могло и не хватить для теоретических изысканий.

Первая встреча с ученым, вопрос о сосульках

Евгений Иванович Забабахин, научный руководитель ядерного центра Челябинск-70, пришел к нам в школу на день родителей (мы с его сыном Игорем учились в одном классе) и рассказал увлекательную историю о своих молодых годах учебы в рабфаковском техникуме, где был установлен порядок коллективной сдачи контрольных зачетов, в которых он один выступал от всей группы; как он поступил на физфак МГУ, а с началом войны попал в Военно-воздушную академию им. Н. Е. Жуковского, где и началась его научная деятельность.

Он говорил о красоте природы вокруг нас и о процессах, происходящих на Земле, Солнце и в космосе. Потом вдруг спросил: «А с какой стороны крыши сосульки растут, с темной или солнечной?» Мы хоть и не знали тогда его званий, должности и наград (он был академиком, научным руководителем секретного атомного объекта), но понимали, какой он большой ученый. А тут вдруг «сосульки»! Уже потом мы с ребятами сумели обосновать правильный ответ, включив в систему не только снег и солнце, но и крышу (крыша нагревается, талая вода скатывается в обе стороны, но замерзает в сосульку только на темном крае крыши). Всё же казалось странным, что такой большой ученый, а на всякие «сосульки» отвлекается! А ведь в этом и была цель его вопроса: оглянитесь вокруг, природа на простых и привычных примерах показывает взаимосвязь глубоких физических процессов. Много лет прошло с той встречи, но я ничуть не удивился, узнав, что Е. И. Забабахин первую свою классическую теперь работу сделал по теории схлопывающихся пузырков.

Этот урок с Е. И. Забабахиным я запомнил на всю жизнь. «Я тоже хочу быть таким же наблюдательным, — думал я, — научиться видеть за каждым явлением действие физических законов».

Храм науки

К концу второго семестра четвертого курса на кафедре волновых процессов физфака МГУ, уже перед экзаменами, моя менторша-дипломница мне и говорит: «Если бы я выбрала дипломную практику в ФИАНе, сейчас бы уже делала настоящую научную работу, а не эту халтуру. Тебе надо пока не поздно искать там руководителя диплома, там такие дела с лазерами делают, почитай свежую статью Г. A. Аскарьяна о самофокусировке!» Я фамилии Аскарьяна еще не слышал, но слово «самофокусировка» звучало очень заманчиво. «А как же туда можно попасть?» — спросил я, надеясь, что она даст мне какой-нибудь номер телефона своего знакомого из ФИАНа. Но она никого там не знала, а то бы уже сама перебралась туда. Позднее, уже будучи сотрудником ФИАНа, я понял, что к студентам-дипломникам относятся прежде всего как к бесплатной рабочей силе. Отличие университета состояло в том, что этой силы там было вдосталь, а вот академическим институтам нужно было искать и заманивать дипломников.

Что мне было делать? Слово «ФИАН» звучало фантастически, там же работали два нобелевских лауреата, открывших эпоху лазеров. За неимением лучшего варианта я спросил отца, не мог бы он меня рекомендовать какому-нибудь ученому из ФИАНа. Спросил я его в обед, а вечером он мне говорит: «Звонил Басову, студенты-дипломники им нужны, завтра утром его секретарша Серафима Яковлевна тебе позвонит и всё объяснит» (отец познакомился с Н. Г. Басовым на заседании одного из советов военно-промышленной отрасли). Вот так — без подготовки прямо к академику. А вдруг он меня гонять по курсу лазеров начнет? А я почти не помню, что было на экзамене…

На следующий день меня провели прямо в кабинет Н. Г. Басова. Академик вышел из-за стола и протянул мне руку… «Позовите Олега Николаевича, — это он про своего заместителя Крохина. — Вот Юра приехал из Челябинска-70, где и вы тоже работали. К кому мы его пошлем?» А Крохин: «К Склизкову, конечно». Не прошло и пяти минут, а я уже знакомился с группой Глеба Владимировича Склизкова (в свое время набравшегося опыта экспериментальных работ в Арзамасе-16). Склизков быстро ввел в курс их работ: «Мы строим лазерную установку для термоядерного синтеза, но ты пойдешь к Грибкову в Павильон». За двадцать минут пребывания в «священном» ФИАНе я успел познакомиться с мировыми лидерами еще таинственного для меня лазерного термояда и был направлен в какой-то загадочный Павильон.

Я поднялся по узкой металлической лестнице снаружи здания на второй этаж, открыл дверь — а там внутри прямо с порога начиналась Большая Физика. На верстаке лежали обрезки толстого медного провода и какие-то длинные розовые резиновые шланги, в стороне стояли незнакомые мне измерительные приборы, слева приютились два небольших письменных стола, а дальше угадывались контуры большой лазерной установки. Меня встретил мой первый наставник, еще не руководитель, м. н. с. Володя Грибков. Он предложил мне осмотреться вокруг лазера, но ничего не трогать, пока он не закончит обсуждение результатов последнего эксперимента со своими коллегами — Владимиром Бойко (тот был старшим среди них и казался очень серьезным) и Ефимом Аглицким (потом я узнал в нем первого капитана команды КВН от московского Физтеха). Рядом с ними сидел Валера Никулин (тоже, как и я, дипломник, но на год старше) — молча слушал разговор своих старших наставников. Беседа мэтров принимала острый оборот, они спорили относительно рентгеновских линий в зарегистрированных ими спектрах. Валера подошел ко мне и сказал, что покажет мне установку и расскажет, в чем будет состоять моя работа. Установка выглядела внушительно, оканчивалась она вакуумной камерой с окнами для размещения диагностики, а в центре ее была мишень, в которую они стреляли. А работа моя была простая — протягивать медные проводники в те самые резиновые трубчатые изоляторы. Через пару дней я превратился в умелого протяжника токоносителей для подключения конденсаторной батареи (в подсобке на первом этаже Павильона) к лампам накачки лазерных усилителей.

На третий день Володя сказал, что мне надо взять все мои проводники и пойти с ними помогать Сергею Захарову в самой дальней комнате. Сергей оторвался от какого-то металлического предмета, который он прикручивал к рейтеру на оптическом рельсе, безучастно посмотрел на меня и кивком указал, где нужно положить проводники. Я старался понять, что это он там монтирует, но прошло пять минут — и ни одного слова от Сергея. Когда он заговорил, я даже вздрогнул, так неожиданно прозвучал его вопрос: «А что ты собираешься здесь делать?» — «Меня послали помогать», — ответил я. «Ну тогда посиди пока понадобишься». Минут через пятнадцать он, не отрываясь от завинчивания гаек, проговорил куда-то в угол: «Мне помощь не понадобится, иди к Грибкову». Я рассказал Володе о странном общении с Захаровым, а он меня успокоил: у Сергея такой характер одиночки-умельца, а вообще-то он очень хороший и талантливый коллега. В тот период он собирал лазер для своих экспериментов.

Мне Володя понравился сразу, и я старался все его задания выполнять быстро и качественно. Запомнился один случай. Как-то, ближе к окончанию рабочего дня (около восьми вечера) он меня спрашивает: не могу ли я задержаться? Конечно, я остался (время, проводимое в лаборатории, было для меня наилучшим занятием). Дело в том, что Володя решил передвинуть зеркала оптического зонда около вакуумной камеры, но при этом длинный и толстый чугунный рельс перегораживал проход к камере. «Давай, — говорит он мне, — отпилим кусок рельса ножовкой по металлу». Сказано — сделано. Только пилить здоровенный (20×20 см) рельс не так-то просто. Мы сменяли друг друга каждые десять минут, и вот около девяти вечера в Павильон зашел Склизков. Напрасно мы закрывали своими телами еще не законченную работу. «Вы знаете сколько такой рельс стоит?» — спрашивает Глеб Владимирович. Мы только в пол уставились, а Володя: «Зато как удобно!» — мямлит. Г. В. рукой махнул: «Допиливайте!»

Экспериментаторы

В ноябре 1970 года в Москве проходила конференция по взаимодействию лазерного излучения с веществом. Володя взял меня с собой! Я сидел сбоку и старался вникнуть во всё, о чем говорили докладчики. Я хорошо запомнил выступление почетного ветерана термояда с магнитным удержанием плазмы Игоря Николаевича Головина. Под его руководством в Институте Курчатова начиная с 1950-х годов были выполнены экспериментальные исследования стабилизации пинчей продольным магнитным полем, создан первый токамак. Говорят, что это именно он придумал название новой установки, сокращение от «ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками». Отметив энтузиазм собравшихся лазерщиков, Головин пожелал успехов в достижении управляемой (или, по крайней мере, контролируемой) реакции синтеза ядер. «Однако запомните, что стены вокруг крепости с секретом термояда одинаково высокие, взять их с наскока не удалось нам двадцать лет назад, и советую вам приготовиться к длительной осаде». В последующие пятьдесят лет я любил цитировать эти мудрые слова моим молодым коллегам.

Так началась моя трудовая деятельность в ФИАНе, где я проработал 21 год в одной и той же лаборатории мощных лазеров и их взаимодействия с веществом. Моим непосредственным руководителем во все годы был Андрей Сергеевич Шиканов, вначале как руководитель диплома, потом как руководитель группы и диссертации и наконец как заведующий лабораторией.

К Шиканову меня перевели в самом начале 1971 года, когда была запущена лазерная установка в корпусе отделения квантовой радиофизики и потребовались помощники для проведения экспериментов. Девять пучков этой установки направлялись на микроскопические сферы из дейтерированного полиэтилена с огромной для того времени мощностью 100 ГВт (150 Дж за 1,5 нс). Таких установок больше в мире не было.

Все десять лет работы этой установки, получившей название «Кальмар», все мы, молодые физики-экспериментаторы работали одной слаженной группой, помогая друг другу. По результатам этих экспериментов были защищены пять кандидатских и одна докторская диссертация, трое участников получили Государственные премии, были написаны две книги по экспериментам с высокотемпературной плотной лазерной плазмой.

Начало 1980-х для меня совпало с работой по внедрению разработанных в моей группе (я уже дорос до старшего научного сотрудника) скоростных методов диагностики нестационарной плазмы, создаваемой в различных крупномасштабных экспериментальных установках. В ФИАНе на смену работяге «Кальмару» пришел многоканальный лазер «Дельфин» (с терараватной мощностью в 108 пучках).

Начало перестройки в стране сопровождалось уменьшением бюджетного финансирования АН СССР. Одновременно поощрялись прямые хоздоговора с ведомственными институтами. Для нас это выразилось в установлении связей (в том числе личных) с руководителями таких институтов системы Минсредмаша, как Курчатовский центр ТРИНИТИ в Троицке, где была построена уникальная установка «Ангара-5», Институт теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ), где молодой Борис Шарков создавал лазерно-плазменный источник для тяжелоионного ускорителя. Были также совместные работы с ВНИИ оптико-физических измерений (ВНИИОФИ), приведшие к созданию нового электрооптического регистратора в рентгеновском, а также в корпускулярном диапазоне.

Окончание в следующем номере

¹ См. trv-science.ru/tag/yurij-zaxarenkov/

Размышления о физиках — 2. Из рассказов бывалого фиановца