Павел Алексеевич Черенков

Павел Алексеевич Черенков

Физик.

Родился 15 июля 1904 года в селе Новая Чигла (под Воронежем).

В 1928 году окончил Воронежский университет.

С 1930 года начал работать в Москве – в Физическом институте Академии наук СССР. С 1948 года – профессор Московского энергетического, а с 1951 года – Московского инженерно-физического института. Основные работы Черенкова посвящены физической оптике, ядерной физике, физике космических лучей, ускорительной технике.

С 1932 года Черенков работал под руководством академика С. И. Вавилова. Именно он предложил Черенкову тему исследования – люминесценцию растворов урановых солей под действием гамма-лучей. Он же предложил и метод, который сам до того использовал неоднократно. Как ни странно, «метод гашения» Вавилов вычитал в старинном мемуаре физика Ф. Мари «Новые открытия, касающиеся света».

«…Метод требовал тщательной тренировки, длительного пребывания в полной темноте, – писал физик В. Карцев в своей превосходной книге о физиках. – Каждый рабочий день Черенкова начинался с того, что он прятался в темной комнате и сидел там в кромешной тьме, привыкая к этой обстановке. Лишь после длительной адаптации, продолжавшейся иной раз несколько часов, Черенков подходил к приборам и начинал измерения. Начав облучать гамма-источником соли урана, он довольно быстро обнаружил странное явление: таинственный свет. Нужно сказать, что он вовсе не был первым, кто заметил это свечение. Его уже наблюдали в лаборатории Жолио-Кюри и отнесли за счет люминесценции примесей, имеющихся в каждом, даже весьма чистом растворе.

Черенков призвал руководителя.

Привыкнув к темноте, Вавилов увидел, как ему показалось, конус слабого синего света. Но это свечение совсем не было похоже на то, которое можно было наблюдать в растворах под действием, например, ультрафиолетовых лучей. Это не было и тем свечением, которое обычно бывает за счет, как выражался Сергей Иванович, «дохлых бактерий», то есть следов люминесцирующих веществ. П. А. Черенков вспоминал: «Не останавливаясь на деталях этого открытия, я хотел бы сказать, что оно могло осуществиться только в такой научной школе, как школа С. И. Вавилова, где были изучены и определены основные признаки люминесценции и где были разработаны строгие критерии различения люминесценции от других видов излучения. Не случайно поэтому, что даже в такой крупнейшей школе физиков, как парижская, прошли мимо этого явления, приняв его за обычную люминесценцию. Я специально подчеркиваю это обстоятельство потому, что оно полнее и, как мне кажется, правильнее определяет ту выдающуюся роль, которую сыграл С. И. Вавилов в открытии нового эффекта».

Вавилов отверг люминесцентную природу свечения.

Во-первых, выяснилось, что оно направлено конусом вдоль оси гамма-излучения. Во-вторых, оно никак не укладывалось в те определения люминесценции, которые к тому времени были сформулированы Вавиловым. Ампулы с радием вызывали в растворе урановой соли свечение нового, неизвестного, типа. Интересней всего было то, что оно продолжалось и тогда, когда концентрация соли уменьшалась до совершенно гомеопатических доз. Более того, светилась чистая дистиллированная вода. При этом на интенсивность необычного свечения не оказывали влияния те вещества, которые обычно сильно гасили нормальную люминесценцию, такие, как йодистый калий и анилин. Спектральный состав свечения никак не зависел от состава жидкости.

Слухи о вновь обнаруженном свечении поползли по Москве и Ленинграду. И. М. Франк писал, что он очень хорошо помнит язвительные замечания по поводу того, что в ФИАНе занимаются изучением никому не нужного свечения неизвестно чего неизвестно где. «Не пробовали ли вы изучать в шляпе?» – ехидно спрашивали Черенкова незнакомые и знакомые физики.

Сообщение о новом открытии напечатали в «Докладах Академии наук СССР» в 1934 году.

Сообщений было, собственно, два.

Первое – об обнаружении явления – подписано П. А. Черенковым; Вавилов отказался от подписи, чтобы не осложнять Черенкову защиту его кандтидатской диссертации. Второе подписано Вавиловым – там дается описание эффекта и определенно указывается, что он никак не связан с люминесценцией, а вызывается свободными быстрыми электронами, образующимися при воздействии гамма-лучей на среду. Интересно, что Вавилов пишет о «синем» свечении. Это доказательство его богатой физической интуиции; цвет излучения в тех условиях обнаружить было невозможно.

Полностью эффект был объяснен лишь в 1937 году, когда два советских физика И. М. Франк и И. Е. Тамм разработали его теорию. Объяснение было совершенно необычным: действительно, как и утверждал Вавилов, это свечение вызывается электронами. Но не простыми, а такими, что движутся со скоростью, превышающей скорость света. Разумеется, речь идет о скорости распространения света в данной среде. Двигаясь быстрее этой скорости, электроны излучают электромагнитные волны. Возникает свечение Вавилова – Черенкова. Впоследствии, уже после войны (в 1958 году), и открыватели, и объяснители этого явления были удостоены Нобелевской премии. Нобелевскую премию получили П. А. Черенков, И. Е. Тамм и И. М. Франк. Вавилов к тому времени скончался, а Нобелевская премия, как известно, вручается только живым.

Докторскую диссертацию Черенков защитил все по тому же явлению. Одним из его оппонентов был академик Л. И. Мандельштам. Профессор С. М. Райский позже вспоминал: «Я сидел в столовой Мандельштамов, когда Леонид Исаакович закончил писать свой отзыв и вышел из кабинета. Он дал мне прочесть свой отзыв. Прочитав, я задал вопрос, почему в отзыве о диссертации П. А. Черенкова такое большое место занимает С. И. Вавилов? Леонид Исаакович ответил: „Роль Сергея Ивановича в открытии эффекта такова, что ее следует указывать всегда, когда идет речь об этом открытии“.

В 1947 году В. Л. Гинзбург теоретически показал, что с помощью явления Вавилова – Черенкова можно генерировать ультракороткие, миллиметровые и даже субмиллиметровые волны. Необычайно широкое применение приобрели счетчики Черенкова, принцип действия которых основан на регистрации атомных частиц за счет возникающего свечения. Этот тонкий метод исследования привел к блестящим открытиям нашего времени, в частности к открытию антипротона и антинейтрона – первых частиц антивещества, созданных на Земле.

В 1970 году Черенков был избран действительным членом Академии наук СССР.

«Первичное экспериментальное открытие обычно случайно. Именно поэтому его нельзя предвидеть и оно оказывается результатом случая. Такого рода счастливые случаи очень редки в жизни даже самого активного ученого. Поэтому их нельзя пропускать. Никогда не следует проходить мимо неожиданных и непонятных явлений, с которыми невзначай встречаешься в эксперименте».

Эти слова академика Семенова, несомненно, были хорошо понятны Черенкову.

Черенков внес значительный вклад в создание электронных ускорителей – синхротронов. В частности, он принимал деятельное участие в проектировании и сооружении синхротрона на 250 МэВ. За эту работу в 1952 году он получил Государственную премию. Изучал взаимодействие тормозного излучения с нуклонами и ядрами, фотоядерные и фотомезонные реакции. Еще одну государственную премию он получил в 1977 году за цикл работ по исследованию расщепления легких ядер гамма-квантами высоких энергий. В 1984 году удостоен звания Героя Социалистического труда.

Умер в 1990 году.