Герои атомного проекта
Шрифт:
В 1926 г. Е. К. Завойский поступил на физико-математический факультет Казанского университета, в те времена одного из ведущих учебных заведений страны. Учеба шла успешно, студент Завойский активно участвовал в работе университетского физико-математического кружка. Его доклады об исследованиях отечественных и зарубежных ученых и сообщения о собственных экспериментах производили большое впечатление на слушателей. В университете Завойский получил два авторских свидетельства на свои изобретения.
После окончания университета в 1930 г. он был оставлен в аспирантуре. Его научный руководитель вскоре скончался, и молодому аспиранту пришлось полагаться лишь на себя. Выручили склонность к самостоятельной работе и поездки в Ленинград, в Центральную радиолабораторию. В 1933 г. Е. К. Завойский
Еще будучи аспирантом, Евгений Константинович разработал исключительно чувствительный метод регистрации ничтожных воздействий на генератор радиоволн. Этот метод был применен к проблеме поглощения радиоволн различными материалами, в частности, электролитами. Активно изучалось также явление факельного разряда. К этим работам, в которых были получены интересные результаты, Е. К. Завойский привлек молодых сотрудников университета, не только физиков, но и химиков. Это помогло ему решить задачу подготовки кадров на своей кафедре, так как по ряду обстоятельств многие ведущие специалисты-физики в те годы покинули Казань.
В 1939 г. были опубликованы результаты исследований американского ученого И. А. Раби, впервые применившего резонансный метод для определения магнитных моментов ядер и измерившего с огромной точностью моменты протона и дейтрона. Однако методика, предложенная Раби, отличалась большой сложностью и ограничениями в применении. И у Завойского возникла мысль о применении своего высокочувствительного метода измерения поглощения радиоволн для резонансного определения магнитных моментов атомных ядер в конденсированных средах, твердых и жидких телах. Весной 1940 г. Евгений Константинович вместе с Б. М. Козыревым и С. А. Альтшулером начал проводить эксперименты в новой области. Война прервала эту работу, что, несомненно, стало главной причиной несостоявшегося открытия ядерного магнитного резонанса (ЯМР).
Летом 1941 г. в Казань были эвакуированы многие академические институты из Ленинграда и Москвы. На казанских ученых легли нелегкие обязанности по размещению и организации условий для проживания и работы прибывших сотрудников и членов их семей. Только через два года Е. К. Завойский смог вернуться к своей экспериментальной работе, но уже не к ядерному магнитному резонансу, а к изучению парамагнитной релаксации в перпендикулярных полях. Установка, подготовленная к экспериментам в 1940 г., полностью подходила для новой задачи. Надежда вернуться к работам по ЯМР не оставляла Евгения Константиновича, но в процессе измерений парамагнитной релаксации в перпендикулярных полях им в начале 1944 г. был получен исключительно интересный результат - было открыто явление электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Физики расценивают это как одно из крупнейших достижений науки нашего времени. Многие коллеги и ученики Е. К. Завойского считали и считают, что открытие им ЭПР, ставшее главным научным результатом его деятельности и получившее мировое признание, не было отмечено должным образом. Впоследствии за работы, появившиеся в результате этого открытия, неоднократно присуждались Нобелевские премии. Но Евгений Константинович лауреатом этой премии не стал.
Такой факт, конечно, не умаляет его заслуг и не ставит под сомнение приоритет открытия. Публикации это подтверждают. В статье “Новый метод исследования парамагнитной абсорбции” (ЖЭТФ, 1944 г.) Е. К. Завойским впервые дается описание нового чувствительного “метода сеточного тока” и его практического применения.
В 1945 г. Е. К. Завойский защитил докторскую диссертацию на тему “Парамагнитная абсорбция в перпендикулярных и параллельных полях для солей, растворов и металлов”, а в 1946 г. ему было присвоено звание профессора и он становится заведующим сектором физики Казанского филиала АН СССР. Его успешная исследовательская работа продолжалась. В 1947 г. независимо от Дж. Гриффитса он обнаружил явление ферромагнитного резонанса.
Несмотря на признанный всеми успех, Е. К. Завойский после 1947 г. оставил исследования в области ЭПР. Вскоре И. В. Курчатов привлек его к работе
Что же касается ЭПР, то через пять лет после его открытия начался удивительно быстрый рост числа исследований в этой области. При помощи метода ЭПР изучаются ионные кристаллы, полупроводники, металлы, сверхпроводники, сегнетоэлектрики, жидкие растворы. Метод нашел широкое применение в химии, минералогии, биологии, медицине, технике. Возникла и развивается целая ЭПР-индустрия. Евгений Константинович всегда с интересом следил за публикациями в этой области.
Самого же его интересовали другие направления экспериментальной физики. Несколько лет он проработал в КБ-11. Здесь, в частности, под его руководством разрабатывался метод регистрации чрезвычайно коротких и крайне слабых световых сигналов. В результате этой работы появились многокаскадные электронно-оптические преобразователи, которые позволяли измерять сигналы длительностью 10– 12– 10– 14 с. Благодаря разработке этих приборов наша страна стала лидером в мировой науке по созданию электронно-оптических преобразователей и сверхскоростных регистраторов.
Е. К. Завойский также предложил и построил первую люминесцентную камеру для изучения ядерных процессов, разработал метод поляризации ядер с использованием сдвига Лэмба.
В 1949 г. Евгению Константиновичу Завойскому была присуждена Сталинская премия. В 1953 г. он избирается членом-корреспондентом АН СССР. В 1957-м за открытие и изучение явления ЭПР ему присуждается Ленинская премия.
С 1958 г. Е. К. Завойский занимается проблемой управляемого термоядерного синтеза (УТС). В 1961-м Евгений Константинович и его сотрудники открыли эффекты аномально высокого сопротивления плазмы при больших плотностях тока и ее быстрого (турбулентного) нагрева. Явление турбулентного нагрева сыграло важную роль в развитии теории плазмы и достижении современного уровня динамики плазмы в термоядерных системах. Также большое значение оно имело для создания бесстолкновительных методов нагрева плазмы, которые все активнее стали использоваться в современных программах квазистационарного УТС на основе систем с магнитным удержанием (токамаков).
Необходимо отметить, что это открытие было выполнено независимо от группы Я. Б. Файнберга (Харьковский физико-технический институт), которая вела близкие по сути и постановке исследования. Результаты Е. К. Завойского и его коллег были зарегистрированы в 1971 г. как открытие с приоритетом от 1961 г.
В 1964 г. Евгений Константинович был избран академиком АН СССР, а в 1969-м удостоен звания Героя Социалистического Труда. Его успешная научная работа продолжалась с высокой интенсивностью. В 1968 г. Е. К. Завойский указал (независимо от У. Беннета) на возможность осуществления управляемого термоядерного синтеза с помощью релятивистских сильноточных электронных пучков. Он установил принцип получения термоядерного микровзрыва под их воздействием. Этот перспективный результат привел в дальнейшем к развитию в ИАЭ интересных направлений: идее хольраума, схемам инерциального УТС на основе пучков легких и тяжелых ионов, и, наконец, сильноточных быстрых Z-пинчей.
К сожалению, эта работа осуществлялась уже без участия Е. К. Завойского. В 1971 г. он оставил свою работу в Институте атомной энергии. Это решение, далеко непростое для Евгения Константиновича (ведь он всегда оставался настоящим ученым и мог жить только в атмосфере постоянного творчества), стало следствием тяжелых для него внутриинститутских дискуссий, в которых подвергались сомнению его заслуги и достижения. Оставаться вне науки для него было невозможно, он и дома продолжал заниматься исследованиями. В 1976 г. Е. К. Завойский принял предложение руководства АН СССР стать главным редактором журнала “Успехи физических наук”, но проработал на этом посту совсем недолго - 9 сентября этого же года Евгений Константинович скоропостижно скончался.