«Эффект» Чудакова

В созвездии замечательных ученых, внесших непреходящий вклад в развитие физики космических лучей, Александр Евгеньевич Чудаков бесспорно принадлежит к звездам первой величины. Своим поразительным умением смотреть вглубь явлений, воспринимать природу как единое целое, генерировать неожиданные идеи, умением находить неординарные подходы и решения разнообразных физических задач он заслужил не только признание, но и восхищение и уважение своих коллег.

Мне не пришлось работать вместе с Александром Евгеньевичем, или быть близко знакомым с ним. Я наблюдал его как бы издали -- на физических семинарах и совещаниях, на ученых советах, иногда приходил к нему за помощью. Но даже мимолетные минуты общения оставили неизгладимое впечатление о нем как о необычайно яркой творческой личности. И если я отваживаюсь поделиться своими воспоминаниями об А.Е. Чудакове, то они ни в коей мере не продиктованы желанием продемонстрировать близость к этому замечательному человеку, которой, вообще-то говоря, и не было, но лишь стремлением отдать дань его светлой памяти.

… Где-то в середине пятидесятых годов у входа в ФИАН я повстречал высокого чуть сутулого молодого человека лет на 7 старше меня. Его взгляд был устремлен вдаль, и весь вид выказывал отрешенность от мирских проблем. Это был взгляд Иисуса Христа, размышлявшего о вечном. (Годы спустя я замечал такой же взгляд у Андрея Дмитриевича Сахарова.) С этим образом резко контрастировала сетка-авоська в его руках, где помещались две двухсот-граммовые мерные бутылочки с молоком, которые в те годы выдавали для младенцев в детских молочных кухнях. Все говорило о том, что молодой человек недавно стал отцом.

Вскоре мне назвали его имя — Саша Чудаков, и я стал присматриваться к нему на еженедельных семинарах Лаборатории космических лучей. На этих семинарах он выступал редко, но часто задавал неожиданные вопросы, с горячностью спорил с докладчиками, не смущаясь их чинами и званиями. В те годы уже появились первые советские фотоэлектронные умножители, и А.Е. Чудаков предложил применить их для регистрации черенковского свечения широких атмосферных ливней (ШАЛ). Для этого он поместил фотоэлектронный умножитель в фокус направленного в ночное небо большого вогнутого зеркала, которое было установлено на Памирской высокогорной станции. Кажется, это была первая попытка такого рода, поскольку в те годы излучение Вавилова — Черенкова, как весьма слабое оптическое явление, считалось не методом исследования, а скорее, его объектом. Несколько лет спустя в пионерских экспериментах, проведенных в Крыму, группа физиков ФИАН, руководимых А.Е. Чудаковым, использовала в качестве вогнутых зеркал списанные военные прожекторы. Их оптические оси были направлены на некоторые созвездия (Лебедь-А и др.) с целью зарегистрировать идущие оттуда сверхэнергичные гамма-кванты, порождающие ШАЛ. Как рассказала мне участница этих экспериментов Н.М. Нестерова, измеренный сигнал превышал фон на две среднеквадратичные ошибки. Однако А.Е. Чудаков, чрезвычайно строго относившийся не только к чужим, но, прежде всего, к своим собственным результатам, посчитал их недостаточно убедительными и публиковать отказался.

Впоследствии он предложил использовать черенковское свечение широких атмосферных ливней, рассеянное снежным покровом Земли, которое можно было бы наблюдать в ночное время с аэростатов, самолетов или спутников, для регистрации и измерения энергии ШАЛ. Другая замечательная идея А.Е. Чудакова заключалась в измерении ионизационного свечения (фосфоресценции) воздуха, вызванного возбуждением его молекул при каскадном размножении частиц ливня. Все эти методы широко используются в наши дни при изучении ШАЛ.

Для А.Е. Чудакова были характерны новаторский подход, стремление немедленно разобраться во вновь открытых физических явлениях, применить их для познания природы. Хороший тому пример – переходное электромагнитное излучение релятивистских заряженных частиц при пересечении ими границы сред с различной диэлектрической проницаемостью. Его предсказали теоретически еще в 1946 г. физики ФИАН – В.Л. Гинзбург и И.М. Франк. Как признавался В.Л. Гинзбург, в то время они имели в виду чисто оптическое излучение. Об этом недвусмысленно говорится и в Нобелевской лекции И.М. Франка, опубликованной в журнале УФН в 1958 г. Явление переходного излучения не вызывало интереса у экспериментаторов до тех пор, пока в 1969 г. Г.М. Гарибян в Армении не показал, что подавляющая доля его энергии сосредоточена в рентгеновской области частот, а полная интенсивность пропорциональна лоренц-фактору частицы. После этого в различных лабораториях мира, в том числе и в ФИАН, рентгеновское переходное излучение в слоистых радиаторах стали использовать для идентификации ультрарелятивистских электронов. Каково же было мое удивление, когда занимаясь этой проблемой, я неожиданно узнал, что первая экспериментальная попытка исследования (оптического) переходного излучения была предпринята в начале 60-х годов в дипломной работе студента МГУ Михаляка, выполненной под руководством А.Е. Чудакова!

Другой пример – интереснейший физический эффект, обнаруженный А.Е. Чудаковым. Он показал, что электромагнитные поля очень близко идущих компонент электронно-позитронной пары высокой энергии частично компенсируют друг друга, так что начало следа пары выглядит как трек одной частицы с пониженной ионизирующей способностью. Подобный эффект можно экспериментально наблюдать в ядерных фотоэмульсиях. Он является единственным примером физического явления, когда ионизация, производимая совместно двумя релятивистскими заряженными частицами, оказывается меньше, чем минимальная ионизация, вызванная одной такой частицей! Это явление, справедливо названное эффектом Чудакова, имеет общефизический характер и проявляется также в физике адронов, как взаимное экранирование цвета кварков, вылетающих из сгустка возбужденной ядерной материи.

В 60-е годы одним из основных направлений научной деятельности А.Е. Чудакова было исследование мюонной компоненты космических лучей. Для этой цели на территории ФИАН, там, где ныне находится нейтронно-физическая лаборатория, было построено двухэтажное деревянное здание, которое за его необычную форму прозвали «шестигранником». Внутри шестигранника помещался бак в форме усеченного конуса с диаметром основания 6,5 м и высотой 5 м, наполненный водой. По его стенкам располагались фотоэлектронные умножители, просматривавшие объем бака. Ниже была установлена большая камера Вильсона для поиска групп одновременно идущих мюонов космического излучения. Подобный водный черенковский детектор предвосхитил ряд экспериментальных установок, созданных много лет спустя для поиска распада протона или регистрации нейтрино.

Однако наиболее яркие результаты А.Е. Чудакова в тот период были достигнуты при изучении околоземного космического пространства радиационно-чувствительными приборами, установленными на высотных ракетах и спутниках. Об этой стороне его деятельности совместно с другим корифеем исследований космических лучей – С.Н. Верновым – их коллеги знали немного, поскольку в те годы значительная часть информации была закрыта для посторонних. В экспериментах на первых советских спутниках было зафиксировано новое физическое явление -- резкое возрастание интенсивности космических лучей на высотах 200—400 км, известное теперь под названием радиационного пояса Земли. К сожалению, из-за неувязок с обработкой результатов измерений мир узнал о них уже после работ Ван-Аллена, сделанных двумя месяцами позже, в связи с чем в зарубежной литературе ближний (электронный) радиационный пояс зовется его именем, а не, увы, поясом Вернова—Чудакова.

Как-то в конце 50-х годов меня остановил работавший тогда в ФИАН (до переезда в Дубну) М.И. Подгорецкий.

«Знаете ли Вы, — спросил он — что Чудакову присвоена докторская степень без защиты диссертации?»

«Слыхал.» — отвечал я.

«По причине триппера.» — продолжал он.

«То есть как?» — смутился я.

«Очень просто», — объяснил Подгорецкий, — «honoris causa: honoris – гоноррея, т.е. триппер, causa – причина!»

Шутка мне не понравилась, но за А.Е. Чудакова я был искренне рад. Кто, как не он, заслужил признания его выдающихся заслуг и высочайшего интеллекта!

Разговор этот происходил около стенда, где вывешивалась ежемесячная красочная стенная газета ФИАН «Импульс» – традиция, к сожалению, канувшая в Лету с начала перестройки. В тот раз газета посвящалась встрече нового года и изобиловала новогодними пожеланиями. Одно из них было адресовано А.Е. Чудакову и в шутливой форме предлагало ему превратить Атлантический океан в гигантский черенковский счетчик. Пожелание (автором которого был, кажется, Б.М. Болотовский) оказалось поистине пророческим. Через несколько лет (в 1968 г.) на одной из научных конференций академик М.А. Марков физически обосновал возможность глубоководной регистрации каскадных ливней от высокоэнергичных нейтрино, идущих с другой стороны Земли. Идея М.А. Маркова дала толчок развитию глубоководных проектов «Дюманд», «Байкал» и им подобных.

При общении с Александром Евгеньевичем казалось, что он столь глубоко погружен в свои мысли, что почти не замечает окружающей действительности. Вспоминаю один характерный эпизод. В начале 70-х годов зимой в московском Доме ученых состоялся семинар по мюонным распадам каонов. Собираясь туда вместе с Л.П. Котенко, мы столкнулись у ворот ФИАН с А.Е. Чудаковым, который пригласил нас поехать в его машине. Мы сели в нее, обсуждая предстоящий семинар, тронулись и поехали ...вслепую, поскольку ветровые стекла были целиком запорошены снегом. Александр Евгеньевич продолжал что-то оживленно рассказывать. Я с интересом наблюдал за ним – что же будет дальше? Наконец, он закончил рассказ и только после этого на повороте к боковой дорожке включил дворник. Первое же движение дворника смело снежную шапку на стекле, дорога стала видна и доехали мы вполне благополучно.

Интересы самого А.Е. Чудакова в то время сместились в сторону регистрации мюонов и нейтрино очень высоких энергий на больших глубинах вещества. Он искал наиболее дешевый и адекватный этой задаче детектор и остановился на годоскопе жидкостных сцинтилляционных счетчиков, каждый из которых просматривался фотоэлектронным умножителем большого диаметра. Помню, как после приезда из США он сетовал, что вазелиновое масло, в котором американские исследователи растворяли сцинтиллирующий состав, отличается прекрасной прозрачностью, а отечественное масло имеет желтоватый оттенок и сильно поглощает свет. Поиски подходящего растворителя, проведенные вместе с молодыми сотрудниками его лаборатории, привели к простому и эффективному решению. Был найден недорогой прозрачный растворитель – уайт-спирит, что позволило наладить массовое изготовление детекторов для подземного эксперимента в туннеле Баксанской подземной нейтринной обсерватории, созданной в 70-е годы при определяющем участии А.Е. Чудакова.

К моему большому сожалению, мне ни разу не пришлось там побывать, и мое знакомство с этим живописным уголком Кавказа ограничено впечатлениями студенческих лет, связанных с путешествием на мотоциклах через Бвксанское ущелье к Эльбрусу, подъемом к «Приюту одиннадцати» на высоту 4250 м и спуском оттуда по узкому горному серпантину. Поэтому я воздержусь от обсуждения результатов научных исследований, выполненных на Баксанской станции, о которых мне известно из научных статей, а также понаслышке,. Куда лучше о них расскажут их непосредственные участники. Я же вспомню эпизод, касающийся того времени, когда работа на Баксанской станции была в самом разгаре, и в Москве в ФИАН отмечали 60-летие А.Е. Чудакова. Вечер этот вел А.В. Воеводский. После многочисленных и очень теплых поздравлений, приветствий и подарков с ответным словом выступил сам юбиляр. Как бы в предостережение себе он прочитал известное стихотворение Федора Тютчева, часть которого уместно здесь воспроизвести:

«Когда дряхлеющие силы

Нам начинают изменять,

И мы должны, как старожилы,

Пришельцам новым место дать,--

Спаси тогда нас, добрый гений,

От малодушных укоризн,

От клеветы, от озлоблений

На изменяющую жизнь;

От чувства затаенной злости

На обновляющийся мир,

Где новые садятся гости

За уготованный им пир…»

Справедливости ради следует сказать, что в последующие годы он не всегда следовал своему призыву и, порой, в его суждениях оптимистическая надежда уступала место скепсису.

Поскольку мы работали в одном здании и поблизости друг от друга, я временами приходил к Александру Евгеньевичу за советом, в чем он никогда не отказывал. Общение с ним всегда было плодотворным. Он обладал поразительным умением сразу схватывать суть дела и высвечивать его подчас с неожиданной стороны. От него я всегда уходил обогащенным, с новым видением проблем, к которым, казалось, было трудно подступиться.

Зная интерес Александра Евгеньевича к методике ядерно-физических экспериментов, я попросил его быть официальным оппонентом моей диссертации, посвященной некоторым парадоксальным эффектам при измерениях ионизации в реальных детекторах частиц. Однако от этого предложения Александр Евгеньевич отказался. Не знаю, что было тому причиной, но до сих пор жалею, что не услышал его критики. Уверен, что она была бы весьма полезной для меня.

В последние годы жизни здоровье Александра Евгеньевича ухудшалось на глазах, и мы с тревогой отмечали как он осунулся и согнулся. Не менялся только его взгляд. Как всегда он был устремлен вперед и вдаль. Его могучий интеллект не смогли сломить никакие болезни.

Несомненно, он был выдающимся ученым. И самый замечательный "эффект" Чудакова – тот непреходящий след , который он оставил в сердцах своих современников, коллег и учеников.

Г. Мерзон