Пьер-Жиль де Жен. 1932–2007

Сонин Андрей Анатольевич

Вот как Ж. Фридель вспоминал о своем знакомстве с Пьером-Жилем: «Я впервые встретил де Жена, когда беседовал с Абрагамом на территории кампуса Сакле. Это было, скорее всего, в 1955 г., когда я начал работать консультантом у Гризона в отделе металлургии Центра Сакле. Де Жен недавно закончил парижскую Высшую нормальную школу и прошел небольшую стажировку в тогда быстро растущей лаборатории полупроводников Эгрена. Я познакомился с Абрагамом в Оксфорде… и тогда мы только что вернулись из наших стажировок за границей, получив британские PhD. Де Жен отвесил мне глубокий поклон и похвалил мою статью 1952 г., посвященную примесям в металлах. По его тону чувствовалось, что ему не терпится тоже что-нибудь опубликовать и достичь нашего, как ему казалось,

высокого положения в жизни. На самом деле как раз в этот момент Абрагам жаловался мне на то, насколько трудно было ему организовать экспериментальную лабораторию в Сакле. А у меня тогда вообще был лишь маленький кабинет в парижской Школе горных инженеров, и я только начинал преподавать, не имея вообще в перспективе возможности обзавестись лабораторной комнатой. Казалось, что выражение “родился слишком поздно в слишком старом мире” было тогда хорошо применимо к каждому из нас троих, хотя на самом деле у нас были хорошие карты для продолжения игры» [83, т. 1, с. 1].

Большое влияние на становление Пьера-Жиля как ученого оказало и его общение с вышеупомянутым К. Блохом – теоретиком, специалистом в области ядерной физики. Вот как отзывался о нем де Жен: «Это был сильный физик с развитым воображением. К несчастью, он умер слишком молодым (в 48 лет. – А.С.), не оставив после себя тех работ, которых бы следовало ожидать от него» [76, с. 93].

Все сотрудники группы теоретика Эрпена были экспериментаторами. Эрпен не вмешивался в работу своего аспиранта и предоставлял ему полную свободу заниматься теорией. Лишь один раз он попытался предложить Пьеру-Жилю попробовать сделать экспериментальную работу, что закончилось полным фиаско.

В тот день Эрпен (как он это иногда делал) обедал со своими коллегами Бернаром Жакро, Даниэлем Крибье и де Женом в одном из их любимых небольших ресторанчиков, располагавшихся в окрестностях Сакле. Это был день, когда подавали паштет, который Пьер-Жиль обожал. Он вспоминал: «В то время Шеврёзская долина еще не была застроена. В ресторане нам приносили огромное блюдо домашнего паштета, которого мы съедали столько, сколько душе было угодно. Тогда я всегда был голоден, как волк, и ел за четверых. Однажды, к несчастью, нам подали небольшие порции паштета, разложенные по тарелкам, что нас сильно разочаровало» [76, с. 97].

На обеды часто приглашали иностранных гостей. В описываемый день вместе с французами в ресторане был Роман Смолуховский, металлург из Принстонского университета. Он жаловался, что у него нет ни одного экспериментатора, который мог бы заняться изучением разрушений, вызываемых ос-облучением в вольфрамовой проволоке. Тогда Эрпен и предложил де Жену взяться за эту проблему.

Задание оказалось не из легких. Вначале Пьеру-Жилю потребовалось собрать все необходимые для эксперимента материалы, которые ему пришлось заимствовать в нескольких соседних лабораториях. Когда, наконец, он смог поместить вольфрамовую проволоку в ускоритель Ван де Граафа, случилось несчастье. Пьер-Жиль случайно подставил свой глаз под пучок ос-частиц. В результате он получил сильный ожог, после которого даже рисковал лишиться глаза, однако ему повезло, и все в конце концов обошлось благополучно.

Подлечившись, де Жен снова, уже с гораздо большей осторожностью возобновил свои опыты, но опять без особого успеха. Он впоследствии говорил: «Из всего этого следовал вывод, что мне лучше было бы вообще не заниматься экспериментом» [76, с. 98].

После этого случая Пьер-Жиль окончательно понял, что его призвание – теория и уже больше никогда не пытался экспериментировать. Тем не менее небольшой опыт работы в области экспериментальной физики, несомненно, был для него полезен. Он показал молодому ученому всю сложность экспериментальной деятельности и позволил ему в дальнейшем (как он сам признавал) с пониманием общаться с коллегами-экспериментаторами. Более того, со временем постоянное тесное сотрудничество с экспериментаторами стало одной из

главных особенностей научного стиля де Жена.

На ядерном реакторе Центра Сакле велись многочисленные исследования структуры вещества с помощью пучков нейтронов. Однако общие принципы теории рассеяния этих частиц казались де Жену уже достаточно хорошо разработанными. Его привлекли нейтронные эксперименты, проводимые на магнитных веществах (например, железе и никеле). Ими в группе Эрпена (впервые во Франции) занимались уже упомянутый тридцатилетний Бернар Жакро (в свое время закончивший престижную Политехническую школу) и его помощница Магда Эриксон (в девичестве – Галула).

Имеющие нулевой электрический заряд нейтроны обладают, тем не менее, магнитными моментами, которые могут взаимодействовать с магнитными моментами атомов вещества (связанными с круговыми токами движения электронов по орбиталям и их спинами). Таким образом, рассеяние нейтронов в магнетиках может дать информацию не только о расположении атомов в веществе, но и об ориентации в нем магнитных моментов. Так, именно с помощью рассеяния нейтронов в 1949 г. [84] было продемонстрировано существование теоретически предсказанной в начале 1930-х годов Неелем [21] и независимо от него Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшицем антиферромагнитной фазы (с антипараллельным упорядочением магнитных моментов) [см., например: 85; 86, с. 237–242].

21

Неель Луи (1904–2000) – французский физик, специалист в области магнетизма, лауреат Нобелевской премии (1970 г.).

Нейронограммы, полученные для одного и того же магнетика (оксида марганца, MnO) в антиферромагнитной (при T = 80 К) и парамагнитной (при T = 300 К) фазах [84], изображены на рис. 1.

Рис. 1

В первом случае наблюдались дополнительные пики (указаны стрелками), характерные для антипар аллельного упорядочения магнитных моментов.

Во время работы над своей диссертацией де Жен довольно редко посещал ядерный реактор, однако молодой теоретик не ограничивался только сидением в кабинете. Он регулярно обсуждал свои научные результаты с Б. Жакро, который вспоминал: «Наши офисы располагались по соседству. Мы очень часто разговаривали друг с другом. Можно было сказать, что мы образовывали настоящий бином теоретика и экспериментатора» [76, с. 87].

Итак, Пьер-Жиль стал думать над теорией рассеяния нейтронов в магнитных материалах. Все лето 1955 г., находясь на семейной ферме в Орсьере, вместо того чтобы по своему обыкновению бродить по горным тропам или охотиться на сурков, он изучал работы известного бельгийского физика-теоретика Леона ван Хова. В только что вышедшей и ставшей впоследствии классической статье по рассеянию нейтронов в магнитных материалах ван Хов показал, что поведение ферромагнетика вблизи температуры Кюри аналогично поведению жидкости вблизи критической температуры (при которой исчезает разница между жидкостью и ее паром) [87].

Это обстоятельство было подтверждено и де Женом. В своей диссертации он указывал на следующие аналогии между магнетиком и жидкостью вблизи критической точки: плотность намагниченности соответствует плотности вещества; магнитное поле – давлению; магнитная восприимчивость – сжимаемости; корреляция спинов – позиционной корреляции [2].

Итак, уже в этой ранней квалификационной работе проявилось еще одно свойство, характерное для его будущего научного стиля, – стремление к доказательству универсальности, казалось бы, совершенно разнородных физических явлений, к поиску аналогий между ними.