Эффект Вавилова
Павел Алексеевич Черенков (1904-90 гг.) закончил в 1928 г. физико-математический факультет Воронежского университета и в 1930 г. поступил в аспирантуру Института физики и математики Академии наук в Ленинграде. В качестве диссертационной работы ему было предложено изучать люминесценцию растворов урановых солей под действием радиевого γ-излучения. Общее руководство его диссертацией осуществлял С. И. Вавилов, изредка встречавшийся со своим подопечным:
"Сергей Иванович жил в Москве, а Академия наук, где я проходил аспирантуру, находилась тогда в Ленинграде, так что наши с ним встречи происходили примерно два раза в месяц. Он приезжал в Ленинград, где его ждала масса других дел. но всё-таки он находил, хотя бы полчаса времени для беседы со мной" (П. А. Черенков)[189].
Черенков обратил внимание на слабое голубоватое свечение растворов, возникавшее при их облучении, и, проделав десятки тонких опытов, убедился, что это свечение не могло являться люминесценцией ― оно не зависло от типа растворов, их чистоты и температуры.
В книге Л. Левшина, близкого соратника С. Вавилова, сообщается, что тот был недоволен ходом работ своего аспиранта, считая обнаруженное им свечение результатом небрежной подготовки растворов:
"Справляясь время от времени как идут дела у Черенкова, Вавилов убеждался в нерадивости его подопечного, у которого, несмотря на все рекомендованные меры, продолжали светиться чистые растворители. Вавилов раздражался и говорил Черенкову, что пока тот не научится как следует чистить растворители, никакого продвижения не будет"[190].
Между аспирантом и его научным руководителем возник конфликт, и Черенков обратился с жалобой в партком. (С. Вавилов был директором физического отделения Института). Вавилову пришлось вникать в полученные Черенковым результаты.
"Ему не понадобилось много времени, чтобы убедиться, что его подопечный прав ― под действием γ-лучей светились совершенно чистые жидкости самого разного состава"[191].
Сообщение об открытии Черенковым нового типа излучения было напечатано в Докладах Академии наук за 1934 г.[192]. Там же появилась и статья С. Вавилова, в которой предлагалось объяснение ― совершенно неверное ― этого эффекта как результата торможения электронов[193].
Вскоре Черенков выяснил главные свойства открытого им излучения: анизотропию, образование характерного угла с осью пучка электронов и т. д. Эти результаты также были напечатаны в Докладах Академии наук (ДАН, 1936 г, т.3 (12), стр. 413; 1937 г., т. 19, стр. 991).
Стало ясно, что произошло важное физическое открытие, притом таящее в себе значительные практические возможности, и С. Вавилов отреагировал соответствующим образом.
"Вскоре Сергей Иванович <Вавилов> подключил к этой работе другого своего ученика ― И. М. Франка"[194].
Франк и Тамм предложили объяснение открытого Черенковым излучения ― как результата движения заряжённых частиц со сверхсветовой для данной среды скоростью ― и даже нашли формулу для угла, образуемого им с осью движения электроном. Впрочем, это объяснение, как и сама формула, были получены ещё в работе 1889 г. О. Хэвисайда[195] "Об электромагнитных эффектах при движении электризации через диэлектрик", где было теоретически рассмотрено движение электрона через диэлектрик со скоростью выше световой. Формула Тамма-Франка с точностью до переобозначений совпадала с формулой, выведенной ранее Хэвисайдом[196].
Хотя открытие нового вида изучения сделал Черенков, а С. Вавилова имел к нему весьма косвенное отношение, ряд именитых советских физиков стал регулярно говорить и писать об эффекте Вавилова-Черенкова (причём именно в таком порядке). В 1946 г. Черенкову, Вавилову, Франку, Тамму была присуждена Сталинская премия. В 1958 г. "за открытие и истолкование эффекта Черенкова" была присуждена Нобелевская премия ― Черенкову, Тамму и Франку.
Нелишне отметить, что членом Академии наук СССР нобелевский лауреат Черенков стал только в 1970 г., через двенадцать лет после вручения ему этой самой престижной научной награды (1970 - 1958 = 12) — при том, что в Советском Союзе лауреатов Нобелевской премии за открытия в области физики, даже условно включая в число таковых "переавторизованных соавторов" и представителей клановых мафий, можно было тогда пересчитать по пальцам. Для сравнения стоит добавить, что всё тот же С. Вавилов стал академиком в 1932 году, имея в своём научном активе лишь несколько публикаций по проблемам люминесценции и популярные книги типа "Действие света" (1922 г.), "Глаз и Солнце" (1925 г.), "Солнечный свет и жизнь Земли" (1925 г.), "Экспериментальные основы теории относительности" (1928 г.) и т. д.[197]
189
Черенков П. А. "У порога открытия" // "П. А. Черенков: Человек и открытие" (сборник), М., 1999 г., стр. 202–203.
192
Черенков П. А. "Видимое свечение чистых жидкостей под действием у-радиации" // ДАН, 1934 г., т.2, № 8, стр. 451–457.
195
Хэвисайд Оливер (1850-1925 гг.) ― выдающийся английский физик; автор ряда фундаментальных теоретических работ и практических исследований по электромагнетизму и электротехнике; создатель операционного исчисления. Придал уравнениям Максвелла их современный краткий векторный вид. Член Лондонского Королевского общества; первый лауреат медали Фарадея.
В 1889 г. предсказал открытый в 1934 г. Черенковым эффект излучения сверхбыстрых электронов в диэлектрике.
196
Это отметил физик и историк науки А. А. Тяпкин; см. "Успехи физических наук", 1974 г., № 4, стр. 734.
197
Позже С. Вавилов написал ещё ряд научно-популярных и философских сочинений: "Новая физика и диалектический материализм" (1939 г.), "Холодный свет" (1942 г.), "Исаак Ньютон" (1943 г.) и т. д.